CC BY
284
УДК [621.431.74:621.436] :662.758
А. В. Кораблин, К. О. Сибряев, М. В. Протасов
ВОССТАНОВЛЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СИЛИКОНОВЫХ ДЕМПФЕРОВ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ
Введение
В условиях развивающейся рыночной экономики и жесткой конкуренции на современном фрахтовом рынке обеспечение рентабельности работы судов российского водного транспорта приобретает особую важность и актуальность. В значительной степени эффективность работы судов зависит от совершенства технической эксплуатации энергетических установок. На их долю приходится до 90 % повреждений от их общего количества по судну, а затраты на техническую эксплуатацию достигают 60-70 % общих затрат по судну.
В судовых дизелях в качестве гасителей крутильных колебаний валопроводов широкое распространение получили силиконовые демпферы разнообразного конструктивного исполнения, поэтому не менее остро стоит вопрос о повышении ресурса демпферов судовых дизелей, заключающийся в замене отработавшей силиконовой жидкости на новую или же о повышении работоспособности за счёт увеличения срока службы демпфера независимо от норматива, установленного технической документацией.
Российский морской регистр судоходства требует проводить проверку технического состояния силиконовых демпферов после 24-30 тыс. часов работы (в зависимости от модели). Если демпфер исправен, то допускается его эксплуатация еще в течение 10 тыс. часов, после чего требуется замена силиконовой жидкости или самого демпфера [1].
По данным фирмы «Холзет» (производителя силиконовых демпферов по типоразмерным рядам), на транспортных судах средние сроки между профилактическими ремонтами силиконовых демпферов со съёмными крышками составляют:
— для дизелей с частотой вращения выше 800 мин-1 - 20 тыс. часов;
— для дизелей с частотой вращения 200-800 мин-1 - 30 тыс. часов;
— для дизелей с частотой вращения менее 200 мин-1 - 50 тыс. часов.
Для силиконовых демпферов с заваренными или завальцованными крышками средний срок службы между профилактическими ремонтами (или их замена) ограничивается 20 тыс. часов.
Постановка задачи
В настоящее время вопросам контроля технического состояния (ТС) силиконовых демпферов крутильных колебаний (далее СД) уделяется большое внимание. Так, Российским морским регистром судоходства предполагается создание методики по диагностированию, оценке ТС и остаточного ресурса СД [2]. Отсутствие такой методики ведет к значительному росту экономических затрат со стороны судовладельцев. Например, при достижении регламентированного срока службы (25-30 тыс. часов) СД типа В-790, установленный на среднеоборотном дизелях (СОД) серии 48А-2и, должен быть заменен заводом-изготовителем новым, стоимость которого превышает 50 тыс. евро. Известные в настоящее время способы определения работоспособного состояния (торсиографирование и отбор проб демпфирующих полиметилсилоксановых жидкостей) не позволяют однозначно оценивать текущее ТС СД [3].
Анализ современных источников, касающихся вопросов эксплуатации СД в Российской Федерации в целом и в Волго-Каспийском регионе в частности, позволяет говорить о том, что этой проблемой занимались достаточно давно.
Для проведения дефектации силиконового демпфера был проведен химический анализ материала крышки и корпуса демпфера в условиях тепловозоремонтного завода г. Астрахани и определена марка стали, используемой для изготовления корпуса и крышки демпфера, - Ст45.
Параметры стали марки Ст45 указаны в табл. 1-3.
Таблица 1
Химический состав стали Ст45
Химический элемент %
Кремний 0,17-0,37
Медь Си, не более 0,25
Мышьяк Аз, не более 0,08
Марганец Мп 0,50-0,80
Никель N1, не более 0,25
Фосфор Р, не более 0,035
Хром Сг, не более 0,25
Сера 8, не более 0,04
Таблица 2
Механические свойства проката
Т ермообработка, состояние поставки Сечение, мм ов, МПа 65, % 6 4, % V, %
Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации 25 600 16 40
Сталь калиброванная 5-й категории после нагартовки 640 6 30
Сталь калиброванная и калиброванная со специальной отделкой после отпуска или отжига < 590 40
Листы нормализованные и горячекатаные 80 590 18
Полосы нормализованные или горячекатаные 6-25 600 16 40
Лист горячекатаный < 2 550-690 14
2-3,9 550-690 15
Лист холоднокатаный < 2 550-690 15
2-3,9 550-690 16
Таблица 3
Технологические свойства стали Ст45
Температура ковки Начала - 1 250, конца- 700. Сечения до 400 мм охлаждаются на воздухе
Свариваемость Трудносвариваемая. Способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка
Обрабатываемость резанием В горячекатаном состоянии при НВ 170-179 и оБ = 640 МПа К тсш. = 1, К е.ст. = 1
Склонность к отпускной способности Не склонна
Флокеночувствительность Малочувствительна
С учетом свойств стали марки Ст45 был выбран вариант развальцевания корпуса демпфера. Метод заключался в следующем. Отработанный силиконовый демпфер (рис. 1) доставляется в дизельный цех, расположенный на территории ЗАО «Судостроительно-судоремонтный завод им. В. И. Ленина». Развальцовка производится на токарном станке, с использованием газовой горелки для местного нагрева. Размещаем демпфер на токарном станке, для того чтобы вырезать крышку, при этом вся силиконовая жидкость удаляется заблаговременно, до начала процесса, через технологические отверстия. После того как срежем крышку, необходимо вытащить маховик, чтобы произвести визуальный осмотр на предмет целостности, а полость корпуса очистить керосиновым раствором. Для того чтобы произвести развальцевание корпуса демпфера, необходимо перед началом технологического процесса локально нагреть завальцовочный бурт до температуры не менее 700 °С [4]. После развальцовки и качественной очистки заливаем в корпус демпфера до 30 % новой, силиконовой жидкости, в которую помещаем маховик. На следующем этапе устанавливаем новую крышку, изготовленную из стали той же марки Ст45 и производим завальцевание тем же самым способом, что и развальцевание. После завальцовки, через отверстия в корпусе крышки, производим дозаливку остатков силиконовый жидкости методом нагнетания жидкости в демпфер винтовым шприцем. Затем закрываем технологические отверстия на крышке при помощи пробок и проверяем демпфер на герметичность посредством меловой пробы. Затем силиконовый демпфер устанавливаем на стенд (рис. 2) и проводим послеремонтные испытания.
В настоящее время данный способ восстановления находится на стадии апробации.
Рис. 1. Эскиз силиконового демпфера В-790 фирмы 8ТБ, установленного на главном двигателе
8КУБ48Ли (все значения приведены в мм)
Состав стенда
Стенд состоит из 3 основных блоков: исследуемый объект (демпфер), редуктор и электропривод. Общий вид стенда показан на рис. 2.
Рис. 2. Общий вид стенда: 1 - двигатель постоянного тока; 2 - фланцевая полумуфта; 3 - мост ЭЙД-131; 4 - пневматический тормоз; 5 - ёмкость для тормозной жидкости;
6 - торсиограф Гейгера; 7 - барабанный тормоз; 8 - силиконовый демпфер типа В-790; 9 - кран-балка. Материал - сталь 45.
Основная функция: создание крутильных колебаний, идентичных колебаниям, возникающим в судовых двигателях внутреннего сгорания.
Заключение
Рассмотренный метод восстановления работоспособности силиконового демпфера марки В-790 был реализован в условиях ЗАО «Судостроительно-судоремонтный завод им. В. И. Дени-на». Восстановление по этому методу в условиях указанного производства возможно без закупа дополнительного оборудования, что уменьшает величину материальных затрат.
Полученные результаты представляют интерес как для специалистов, занимающихся вопросами оценки крутильных колебаний, так и для дальнейшего исследования различных способов продления ресурса силиконовых демпферов марки В-790 и др. Кроме того, она позволят оценить возможность вторичного использования демпферов после окончания срока их эксплуатации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Российский морской регистр судоходства. Правила классификации и постройки морских судов. - Т. 1.
- СПб., 2003.
2. Карась В. З. Силиконовые демпферы крутильных колебаний судовых двигателей внутреннего сгорания // Судоремонт флота рыбной промышленности. - 1976. - № 31. - С. 395-420.
3. Терских В. П. Крутильные колебания валопровода силовых установок. Приложение. - Д.: Судостроение, 1971. - 307 с.
4. Соединение труб из разнородных металлов / С. Н. Киселев, Г. Н. Шевелев, В. В. Рощин и др. - М.: Машиностроение, 1981. -176 с.
Статья поступила в редакцию 21.02.2011
RESTORATION OF WORKING CAPACITY OF SILICONE DAMPERS OF SHIP DIESEL ENGINES
A. V. Korablin, K. O. Sibryaev, M. V. Protasov
Restoration possibility of working capacity of a silicone damper on the example of B-790 with the use of a stand for after repair tests is considered in the paper. The defectation variant is offered; the detailed description of expanding stages is made. The possibility of a secondary use of a damper after the termination of its term of operation is set during the investigation. Besides, the following opportunities are also possible: reduction of purchasing costs on a new damper; qualitative definition after repair conditions of a damper; simplification of experts’ work of the given field.
Key words: dampers defectation, silicone liquid.
