ЖУМАЕВ ЖОЛДЫБАЙ ЖУМАЕВИЧ. д. т. н. , профессор кафедры «МНТ» .
Глава 3. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ НАДЕЖНОСТЬ МОРСКИХ СУДОВ 3. 2 Количественные характеристики надежности 3. 2. 1 Класс судна
Современное морское транспортное судно представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных элементов, включающий различные агрегаты, устройства, механизмы, аппараты, различающиеся между собой по принципу действия, напряженности, конструктивному исполнению.
Классификация их представляется по двум признакам: 1) по конструктивнофункциональному назначению; 2) по степени ответственности.
Согласно первому признаку, судно можно рассматривать как инженерное сооружение, состоящее из конструктивной частей, комплексных технических систем, технических систем конструктивных групп (подсистем). Такая классификация позволят задачи по надежности на каждом уровне судна и установить устранения тех или иных элементов на надежность судна в целом и наличие ответствующих классификационных групп технических средства.
Классификации элементов судна по конструктивнофункциональному назначению состоит: 1 - металлический корпус; 2 - оборудование; 3 - помещения и отсеки; 4 - левое устройство; 5 -8 - соответственно якорношвартовное, спасательное, грузовое и специальные устройства; 9 -главный двигатель; 10 -движительный комплекс; 11 - вспомогательные механизмы и оборудование; 12 - трубопроводы общесудовых систем; 13 - трубопроводы систем СЭУ; 14 - источники тока; 15 - преобразователи; 16 - электроприводы; 17 - распределительные устройства; 18 - кабельные сети; 19 -навигационное оборудование; 20 - средства связи и сигнализации.
В зависимости от степени ответственности все элементы судна подразделяются на две категории: 1) влияющие на безопасность мореплавания; 2) не влияющие на безопасность мореплавания.
Примером элементов судна 1 - категории ответственности являются корпус судна и его конструктивные элементы: главный двигатель, рулевое устройство, якорное устройство, противопожарные и балластно-осушительные системы, судовая электростанция, валопроводы, гребные винты, системы управления СЭУ, навигационное оборудование и т. д. Все элементы первой категории ответственности принадлежит Регистру.
К элементам второй категории ответственности относятся проектирование судовых помещений, системы водоснабжения, вентиляции, зонирование воздуха и т. д. В зависимости от места того или иного судна в структурной схеме судна и его категории ответственности являются показатели для оценки надежности и требования к их численным обозначениям.
3. 2. 2 Характеристики безотказности
В качестве количественной оценки надежности судна и наиболее ответственных его элементов принимаются следующие показатели: вероятность безотказной работы, вероятность отказа, параметр потока отказов, наработка на отказ и коэффициент отказов.
Вероятность безотказной работы Р (t) - вероятность того, что в заданном интервале времени t =Т (или в пределах заданной наработки) отказ не возникнет, т. е. время Т безотказной работы объекта будет больше заданного (рассматриваемого) промежутка времени: P{t) = P{T) t, (3. 1) где Т - случайное время наработки до наступления отказа (время безотказной работы); t - заданное время работы объекта (заданная наработка). Значение P(t), как всякой вероятности, может находиться в пределах
Например, если вероятность безотказной работы механизмов в течение 10 тыс. ч P(t) = 0, 95, то это означает, что из большого числа механизмов данного типа, находящихся под наблюдением, в среднем около 95% механизмов сохранят работоспособность не менее чем в течение 10 тыс. ч работы. Показатель P(t) для судна характеризует вероятность того, что в заданный период не потребуется вывод судна из эксплуатации на вынужденный ремонт. При достаточно большом числе однотипных объектов (элементов) вероятность безотказной работы может быть определена по статистическим данным: N(о) то, P(t) где N(о) - количество однотипных объектов, находящихся под наблюдением в начальный момент времени to; n (t) - количество отказавших объектов до конца заданной наработки t. Величина P(t) является монотонно убывающей функцией времени: Р(0) = 1 при t = 0, при t = 1 функция P(t) = Р(0). Следовательно, значение безотказной работы любого объекта изменяется от 1 до 0 с увеличением рассматриваемого времени его работы.
Коэффициент отказов элементов системы К(0) - относительный показатель надежности. Применяется для анализа надежности отдельных конструкций корпуса и технических средств судна, для определения наименее надежных элементов в системе. С помощью коэффициента отказов можно установить элементы конструкций корпуса и судового оборудования, надежность которых необходимо увеличить для повышения надежности судна в целом. Наиболее характерный показатель безотказности судна и его энергетической установки - это наработка на одну вынужденную остановку судна в море. Такие остановки обычно непродолжительны, но нежелательны, так как с потерей ходкости судно становится потенциально аварийным. Основная часть этих остановок - около 80% - связана с отказом главных двигателей. Остальные остановки происходят из-за отказов судовых систем, рулевых машин, дейдвудных устройств и других элементов судна. Наименее надежными узлами главных двигателей являются цилиндропоршневая группа (К 0 = 25%) и топливная аппаратура (К 0
3. 2. 3 Характеристики долговечности Этими характеристиками оценивается потеря работоспособности судна и его элементов за весь период эксплуатации до предельного состояния. Причинами наступления предельного состояния могут быть физический износ, который приводит к увеличению затрат на обеспечение требуемого уровня надежности; моральный износ, наступающий в результате усиления более производительных и экономичных судов; безопасность защиты. Технические возможности ремонтной базы восстанавливать работоспособность судна теоретически в течении времени, обеспечивая требуемый уровень безопасность. Поэтому предельное состояние судна определяет - его моральным износом или затратами.
Срок службы, назначенный ресурс называется ТЕХНИЧЕСКИЙ ресурс. Срок службы - календарная продолжительность эксплуатации объекта (элемента судна) от начала эксплуатации до капитального ремонта. Срок службы транспортных судов устанавливается исходя из экономических соображений и составляет в зависимости от их эксплуатационного назначения и строительной стоимости. Срок службы корпуса судна, главного двигателя и некоторых других агрегатов принимается равным нормативному сроку службы судна. В то же время предельное состояние многих технических средств наступает до истечения нормативного срока службы судна.
По данным ЦНИИМФа, средний срок службы до капитального ремонта или замены элементов судна - 53 составляет: Люковые закрытия 1 год Донно-забортная арматура 8 лет Грузовые стрелы и блоки 6 -10 лет Краны, лебедки грузовые 10 -14 лет Гребные винты 8 -10 лет Теплообменные аппараты 8 лет
Технический ресурс - наработка объекта от начала эксплуатации или обновления после капитального ремонта до наступления предельного. Для большинства вспомогательных двигателей технический ресурс составляет 30 тыс. ч, для главных паровых котлов 40 тыс. ч. процентный ресурс - наработка, в течение которой объект не достигаетдопредельного состояния.
Показатели долговечности для конкретных технических средств судна выбирают с учетом режимов их работы, степени ответственности, а также возможности проверки по данным эксплуатации. Например, для главных и вспомогательных двигателей, паровых котлов, механизмов, обслуживающих главные двигатели, и для других объектов, работающих в продолжительном режиме, используются ресурсы до капитального ремонта или до замены; грузовые лебедки, краны, брашпили, воздушные компрессоры и другие объекты, работающие в кратковременном режиме также, целесообразно оценивать по сроку службы до капитального ремонта или до замены. Для наиболее ответственных объектов, отказ которых может привести к аварии судна, используются назначенные ресурсы.
3. 2. 4 Характеристики ремонтопригодности За последнее время по вопросам ремонтопригодности судовой техники выполнен ряд исследований, на базе которых разработана соответствующая нормативно-техническая документация. Ремонтопригодность судна и его элементов как свойство, заключающееся в их приспособленности, к выполнению ТО и ремонта, включает следующие три группы показателей: первая - технологичность судна и его элементов при техническом обслуживании; вторая - ремонтную технологичность судна и его элементов; третья - восстанавливаемость элементов судна.
Перечисленные группы показателей отражают степень приспособления судна и его элементов соответственно к проведению планового ТО, планового ремонта и вынужденного ТО и ремонта. Показатели первой группы можно вычислить с помощью следующих формул. Средняя трудоемкость одного ТО данного О элемента, чел. -ч, N j (3. 4) где N- число однотипных объектов. j - порядковый номер объектов.
3. 2. 5 Экономические характеристики надежности Повышение уровня надежности судна и его элементов связано с одной стороны с дополнительными материальными затратами в сфере их производства, а с другой - с увеличением эффективности их использования в результате сокращения ремонтного времени и затрат на ТО и ремонт. Следовательно, экономическая оценка мероприятий по повышению уровня надежности должна проводиться комплексно с учетом совокупных затрат на изготовление и эксплуатацию (включая ремонт). Более высокие требования к надежности объекта связаны с повышенными затратами на его изготовление, но это приводит к уменьшению затрат на эксплуатацию. Критерием эффективности дополнительных капитальных вложений на повышение надежности является минимум
Скачать презентацию ЖУМАЕВ ЖОЛДЫБАЙ ЖУМАЕВИЧ д т н профессор
ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ НАДЕЖНОСТЬ МОРСКИХ СУДОВ.ppt