Глава I. СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

§ 1. Задачи технической эксплуатации

В настоящее время одной из важных особенностей развития международных отношений является укрепление и расширение экономических связей. Из года в год увеличивается международ­ный торговый товарооборот, в связи с чем значительно возрастает роль всех видов транспорта.

Особое место занимает морской транспорт, на долю которого приходится примерно 80% общего объема мировых международ­ных перевозок.

Важная роль в международном судоходстве принадлежит морскому флоту Советского Союза и стран социалистического содружества. Современный флот СССР по тоннажу, возрастному составу, уровню технического оборудования и скорости судов за короткий срок вышел на одно из первых мест в мире.

Новые тенденции в морском судостроении и международном судоходстве, возникшие в результате научно-технической революции в промышленности, определили направление развития отечественного флота.

Перспективный план развития морского транспорта нашей страны предусматривает обширную программу технического перевооружения существующего и строительство нового флота, способного обеспечить все виды морских перевозок.

Наряду с флотом, приспособленным для скоростных грузовых операций, создаются специализированные, высокоэкономичные крупнотоннажные суда с большими скоростями и высокой степенью автоматизации.

Значительно возрастет число контейнеровозов, судов типа Ро-ро, лихтеровозов, лесовозов-пакетовозов, крупнотоннажных углерудовозов, танкеров и комбинированных судов для перевозки наливных и навалочных грузов.

Увеличение грузоподъемности и скорости судов требует использования на них более мощных энергетических установок, надежных, экономичных и удобных в эксплуатации. Значительно повышаются требования к уровню технической эксплуатации судового энергетического оборудования, так как одно лишь оснащение судов современной техникой без стройной системы технической эксплуатации не позволяет решить вопрос длительного использования их с наивысшими технико-эксплуатационными показателями.

Под технической эксплуатацией понимается комплекс технических и организационных мероприятий, обеспечивающих эффективное использование и длительное поддержание на высоком техническом уровне судна в целом и каждого элемента судового оборудования в отдельности.

Таким образом, техническая эксплуатация судовой энергетической установки (СЭУ) является составной частью общего комплекса технической эксплуатации судна.

Достижение цели технической эксплуатации должно осуществляться при минимальных затратах материальных и трудовых средств, что, в свою очередь, способствует получению максимального экономического эффекта от эксплуатации судна.

Величина затрат на техническую эксплуатацию во многом зависит от конструктивного совершенства СЭУ, а также от продолжительности эксплуатационного периода, объема и содержания ремонтных работ, численности судового экипажа, сорта и количества расходуемого топлива и масла и некоторых других показателей.

Современная система технической эксплуатации флота предусматривает такую организацию, при которой обеспечивается значительное увеличение эксплуатационного периода — главного показателя, определяющего ее уровень и, следовательно, экономическую эффективность. Пути увеличения эксплуатационного периода можно выяснить, рассмотрев сущность современной системы технической эксплуатации.

Годовой бюджет времени морского судна разбивается на периоды:

эксплуатационный, в течение, которого судно выполняет производственные задания;

ремонтный, связанный со стоянками, необходимыми для выполнения ремонтных работ и профилактического докования.

Резкое сокращение ремонтного периода позволяет увеличить время нахождения судна в эксплуатации и повысить экономические показатели его работы.

Современная система технической эксплуатации предусматривает сокращение ремонтного периода за счет отказа от ежегодных заводских ремонтов и перехода в основном нa четырехлетний цикл работы судов между заводскими ремонтами. Однако увеличение эксплуатационного периода не является механическим увеличением продолжительности эксплуатации между заводскими ремонтами. Предусматриваются технические, организационные и экономические меры, способствующие сохранению уровня технического состояния судна и препятствующие увеличению объема последующего заводского ремонта. Техническими мерами являются:

повышение надежности судового оборудования, оснащение судов в необходимом объеме сменно-запасными частями и средствами механизации, создание широкой сети береговых баз технического обслуживания.

Организационные меры обусловливают создание стройной системы технического обслуживания, предусматривающей выполнение максимально возможного объема планово-предупредительных работ по поддержанию судового оборудования в исправном состоянии.

Кроме того, весь объем ремонтных и профилактических работ распределяют между судовыми экипажами и береговыми ремонтными предприятиями, четко планируют работы по техническому обслуживанию оборудования в процессе эксплуатации судна, подготавливают моряков по нескольким рабочим профессиям.

Экономические меры предусматривают широкое использование принципа материального стимулирования судовых экипажей, добившихся удлинения эксплуатационного периода.

Благодаря переводу флота на длительный срок плавания без заводского ремонта в настоящее время эксплуатационный период достиг в среднем по наливному флоту 319 суток, по сухогрузно­му — 332 суток.

Так как техническая эксплуатация судовых энергетических установок предусматривает решение различных задач, то ее можно разделить на техническое использование и техническое обслуживание.

Техническое использование предусматривает обеспечение надежной, эффективной и экономичной работы судовой техники, способствующей выполнению производственных задач.

Совершенство технического использования определяется четкой организацией труда судового экипажа, технически правильным выбором режимов работы оборудования, эффективностью контроля, поддержания и регулирования этих режимов, рациональным использованием топлива и смазочного масла, а также выполнением комплекса мероприятий по эксплуатации двигателя и его систем.

Техническое обслуживание—это комплекс технических и организационных мероприятий, проводимых судовым экипажем и береговыми базами для поддержания в исправном состоянии судовой техники.

В основе технического обслуживания лежит система планово-предупредительных осмотров и ремонтов, обеспечивающая своевременное восстановление технико-эксплуатационных характеристик судового оборудования, утрачиваемых в процессе эксплуатации.

Успешное решение основных проблем организации технического использования и обслуживания СЭУ является средством дальнейшего повышения эксплуатационного периода.

§ 2. Организация технической эксплуатации

В пределах пароходства техническую эксплуатацию флота организует служба судового хозяйства (ССХ). Среди ее многообразных функций важное место занимают вопросы организации технического использования и технического обслуживания СЭУ. Техническое использование судовых дизельных установок. Техническое использование предусматривает:

организацию труда машинной команды;

выбор оптимальных режимов работы СЭУ;

рациональное использование топлива и смазочного масла. Организация труда машинной команды строится с учетом положений Устава службы на судах морского флота.

Главным лицом, ответственным за правильную организацию технической эксплуатации судна в целом, является капитан. Заместителем капитана по технической части является старший механик. Он составляет расписание по вахтам и заведованиям судомеханической части, планирует и организует труд машинной команды.

Под организацией труда на судне подразумевается рациональное разделение функций членов машинной команды по технической эксплуатации установки.

В условиях современного судна эти функции разделяются на контроль за процессами, протекающими в установке, и управление ими, и на ремонт судового оборудования.

Первую функцию выполняют в процессе несения вахт, а вторую — в процессе судовых работ.

В настоящее время трудозатраты на техническую эксплуатацию в условиях судна в среднем по флоту составляют (%): на контроль—18, на управление—19, на профилактику и ремонт—63.

Трудозатраты на контроль и регистрацию параметров можно снизить путем концентрации всех контрольно-измерительных приборов и сигнальных устройств на едином пульте управления. Это обеспечивается широким внедрением дистанционных контрольно-измерительных приборов, аппаратуры с автоматической записью параметров, систем предупредительной сигнализации и аварийной защиты. Для снижения трудозатрат на управление применяют автоматизацию процессов управления главными двигателями и вспомогательными механизмами путем внедрения систем дистанционного автоматизированного управления (ДАУ) и автоматических устройств обслуживания механизмов в условиях работы на переменных режимах.

Контроль и управление значительно упрощаются при комплексной автоматизации установки. В этих условиях возможно уменьшение численности экипажа и применение более прогрессивных форм организации труда.

Такими формами могут быть:

обычное вахтенное обслуживание, но с уменьшенной численностью вахтенных вплоть до одного человека;

вахтенное обслуживание в дневное время и безвахтенное в ночное. В этом случае надежность механизмов и средств автоматики должна обеспечивать их бесперебойную работу в течение не менее 16 ч, а регистрирующие устройства должны обеспечивать фиксацию параметров в объеме машинного журнала. На случай возможных аварий предусматривается система вызова дежурного специалиста в машинное отделение.

Несмотря на возможность уменьшения численности вахтенного персонала на комплексно-автоматизированных судах, для значительного уменьшения количественного состава машинной команды особых возможностей пока нет. Это объясняется тем, что наряду со снижением трудоемкости работ по контролю и управлению доля трудозатрат на техническое обслуживание установки даже несколько увеличивается.

Так как доля трудозатрат на контроль и управление составляет примерно 35% общей суммы, а уменьшение ее при комплексной автоматизации 70—80%, то, следовательно, трудозатраты в целом уменьшаются всего на 20—30%.

Профилактические и ремонтные работы составляют основную часть трудозатрат экипажа, что объясняется необходимостью значительного применения ручного труда.

Путями для снижения трудоемкости судовых работ являются:

внедрение средств механизации, уменьшение объема профилактических и ремонтных работ, выполняемых силами судового экипажа, комплектация механизмов в необходимом количестве сменно-запасными деталями, дальнейшее повышение надежности судового оборудования.

Механизация трудоемких процессов предусматривает, наряду с применением механизированного инструмента по очистке и окраске, использование механизированных приспособлений для монтажных и демонтажных работ на главных двигателях, вспомогательных механизмах и судовых устройствах, химических способов очистки цистерн и теплообменных аппаратов и др.

Работы по техническому обслуживанию судового оборудования наряду с судовым экипажем осуществляют береговые ремонтные организации. Поэтому ССХ при составлении плана-графика профилактических и ремонтных работ по судну планирует береговым организациям работы, выполнение которых требует специального оборудования и квалификации исполнителей. Судовая команда в условиях плавания должна выполнять комплекс профилактических работ, сроки исполнения которых не совпадают с периодичностью заводского ремонта.

Значительному упрощению ремонтных работ в судовых условиях способствует наличие необходимого комплекта сменных деталей.

Дальнейшего снижения трудоемкости профилактических и ремонтных работ достигают проектированием и изготовлением судовой техники, обладающей высокой надежностью, большим моторесурсом, удобством в эксплуатации и ремонте.

Существуют различные формы организации профилактических и ремонтных работ, о чем подробнее будет изложено далее.

Выбор оптимальных режимов эксплуатации судовых дизелей, обеспечивающий надежную и экономичную их работу, является первостепенной задачей технического использования. Это особенно важно в связи с существующей в настоящее время тенденцией повышения тепловой и механической напряженности судовых дизелей.

Для каждого типа морских судов с одноименными двигателями в различных условиях эксплуатации могут быть определены зависимости между основными параметрами дизеля. Используя эти данные в конкретных условиях плавания, можно назначить соответствующие значения мощности с учетом создания необхо­димого резерва. Наличие резерва мощности предотвращает перегрузку двигателя при неизменном положении топливной рукоятки поста управления в случае изменения частоты вращения вала, вызванного переменой направления и силы ветра, изменением глубины под килем, перекладкой пера руля и т. п.

На основании исследований и опыта эксплуатации судовых дизелей разработаны общие принципы нормирования режимов работы главных двигателей. Они предусматривают предупреждение перегрузки двигателя, для чего параметры регламентируются заградительной характеристикой, и в то же время максимальное использование его возможностей в конкретных условиях, определяемых фактической винтовой характеристикой. Задание оптимального режима эксплуатации двигателя сопровождается установкой необходимых параметров в обслуживающих его системах, что также определяет эксплуатационные показатели установки.

Важную роль в обеспечении оптимальных условий эксплуатации энергетической установки играет контроль, поддержание и регулирование заданного режима работы. Наиболее успешно эта задача решается в условиях комплексной автоматизации дизельной установки. Однако даже частичная автоматизация процессов, протекающих в двигателе и обслуживающих его системах, и использование аварийно-предупредительной сигнализации значительно способствуют повышению эффективности поддержания режима эксплуатации установки.

Рациональное использование топлива и смазочного масла предполагает дальнейшее сокращение затрат на топливо за счет экономного его расходования, а также широкого использования более дешевых сортов топлива.

Расход топлива уменьшают путем тщательного регулирования дизеля, правильного назначения режимов его работы и постоянного поддержания его в надлежащем техническом состоянии. Однако несмотря на определенные достижения, дальнейшее снижение удельного расхода топлива не является эффективным средством сокращения затрат на топливо.

Второй путь снижения затрат на топливо является более перспективным. Использование в судовых дизелях высоковязких сернистых остаточных топлив, стоимость которых значительно ниже стоимости дизельных топлив, позволяет получать значительную экономию средств, расходуемых на эксплуатацию судовых энергетических установок.

Однако тяжелые сорта топлив (моторное топливо и мазут) отличаются от дизельных топлив более высокими показателями вязкости и температуры застывания, большей коксуемостью, зольностью, повышенным содержанием серы, а также наличием механических примесей и воды. Все это может привести к ухудшению условий работы элементов топливной системы, повышенному нагарообразованию, коррозии и более быстрому износу деталей цилиндропоршневой группы (ЦПГ).

Для создания нормальных условий эксплуатации двигателей на тяжелых сортах топлива при проектировании современных дизельных установок предусматривается использование:

систем топливоподготовки, обеспечивающих необходимый подогрев и очистку тяжелых топлив;

специальных систем топливоподачи, обеспечивающих качественное распыливание, смесеобразование и сгорание тяжелых топлив;

цилиндровых и циркуляционных масел с высокими противоизностными моющими свойствами, обеспечивающими длительную надежную работу двигателя.

Внедрение перечисленных конструктивных и эксплуатационных усовершенствований требует дополнительных затрат. Анализируя основные статьи этих затрат, можно установить экономическую целесообразность использования тяжелого топлива.

Затраты на топливо. В расчетах должно быть учтено увеличение расхода тяжелого топлива при сжигании в цилиндрах в связи с его меньшей теплотой сгорания и снижением индикаторного к.п.д. двигателя. Кроме того, увеличение расхода связано с потерями в процессе очистки и необходимостью подогрева топлива в системе при подаче его к дизелю (в танках основного запаса, отстойных и расходных цистернах, перед сепараторами и перед топливными насосами). В соответствии с опытными данными удельный расход высоковязких топлив по сравнению с дизельными возрастает на 4—6%.

Затраты на специальные щелочные масла для малооборотных дизелей определяют с учетом того, что доля масла от расхода топлива составляет 0,3—0,5%.

Затраты на оборудование и ремонт элементов системы топливоподготовки (отстойных цистерн, подогревателей, сепараторов, фильтров). Установлено расчетами и подтверждено практикой, что расходы на дополнительное оборудование систем топливоподготовки окупаются, как правило, в течение первого года эксплуата­ции судна на тяжелом топливе.

Затраты на замену и ремонт деталей ЦПГ и топливной аппаратуры (топливных насосов, форсунок). Интенсивность износа перечисленных деталей при работе на тяжелых сортах топлива несколько возрастает. Однако опыт эксплуатации подтверждает, что

при использовании высококачественных импортных и отечественных цилиндровых масел износы цилиндровых втулок относительно невелики и не превышают 0,08 мм на 1000 ч работы. Срок службы цилиндровых втулок при работе двигателя на высоковязких топливах достигает 60000 ч, при работе на средневязких топливах— 100000 ч. Для поршневых колец срок службы достигает 12000 ч, а для топливной аппаратуры — 100 000 ч. Приведенные данные указывают на то, что износ деталей ЦПГ и топливной аппаратуры при работе двигателя на тяжелом топливе мало отличается от износа при работе двигателя на дизельном топливе и поэтому затраты на эту статью увеличиваются незначительно.

Затраты на повышение трудоемкости работ по обслуживанию двигателя, работающего на тяжелом топливе, включая затраты, на моточистки. Увеличение трудозатрат машинной команды при работе установки на высоковязком топливе вызвано в основном более частой очисткой топливных фильтров и сепараторов, а также необходимостью усиленного контроля за работой системы топливо подготовки. По данным ЦНИИМФа, эти трудозатраты возрастают при переводе двигателя с дизельного на моторное топливо примерно на 30%, а при переводе на мазут типа ДМ—на 80%. Однако рост трудозатрат в стоимостном выражении по отношению к возможному экономическому эффекту от применения тяжелого топлива весьма незначителен.

Незначительно возрастают также трудозатраты на моточистки. Опыт эксплуатации малооборотных дизелей подтверждает необходимость моточистки только после потери кольцами подвижности или при увеличении зазора в замках до предельных значений. Это объясняется тем, что преждевременная моточистка нарушает приработку деталей и приводит к увеличению износа. Поэтому время между моточистками доводится до 7000—8000 и даже до 10000—12000 ч.

Опыт эксплуатации многих судовых двигателей подтверждает экономическую целесообразность и техническую возможность широкого использования высоковязких теплив в малооборотных дизелях и средневязких топлив в среднеоборотных. При этом дополнительные эксплуатационные расходы, связанные с использованием тяжелого топлива, полностью перекрываются экономией, получаемой при его применении вместо дизельного топлива.

Под рациональным использованием смазочного масла подразумевается правильный выбор, технически правильное и экономное использование циркуляционных и цилиндровых масел. Это обеспечивает работу двигателя с минимальными износами трущихся деталей, позволяет поддерживать затраты на профилактические и ремонтные работы по двигателю в оптимальных пределах, а в целом ведет к снижению эксплуатационных расходов по судну.

При выборе циркуляционного масла принимают во внимание конструктивные особенности двигателя и условия, в которых маслу предстоит работать, т. е. материал трущихся деталей, нагрузки на трущиеся поверхности, скорость их относительного перемещения, температурный режим и рабочую среду.

Эксплуатация циркуляционной системы должна обеспечивать наилучшие условия смазки двигателя с максимальным сроком службы циркуляционного масла.

На эффективность смазки и длительность сохранения маслом необходимых качеств в процессе эксплуатации влияют техническое состояние двигателя, температурный режим в системе смазки, режим очистки масла.

Большое значение имеет организация контроля качества масла в судовых условиях, который позволяет своевременно установить возможные изменения свойств масла и принять необходимые меры по их предотвращению.

При выборе цилиндровых масел учитывают степень быстроходности двигателя, развиваемую им мощность и сорт топлива, на котором работает двигатель. Особенно важен правильный выбор цилиндровых масел для мощных малооборотных дизелей, работающих на высоковязких сернистых топливах и отличающихся высокой тепло напряженностью ЦПГ, из-за чего значительно ухудшаются условия ее смазки.

При повышенном содержании серы в топливе увеличивается нагарообразование на деталях ЦПГ и возрастает их коррозия и износ. Использование специальных цилиндровых масел, обладающих высокими нейтрализующими и моющими свойствами, значительно снижает вредное влияние серы.

В эксплуатации цилиндровой системы смазки важное место занимает дозировка подачи масла лубрикаторами. Величина подачи, обеспечивая необходимые условия смазки и минимальный износ деталей ЦПГ, не должна допускать значительных отложений нагара и лаков в цилиндре.

Техническое обслуживание судовых дизелей. В процессе эксплуатации детали судовых машин и механизмов подвержены естественному износу, что приводит к изменению технико-эксплуатационных показателей судового оборудования. Поддержание и восстановление этих показателей являются задачей технического обслуживания, которую решают путем проведения ремонтов, профилактических вскрытии, осмотров и ревизий судовых механизмов, моточисток, наладок, регулировок, своевременного обеспечения материалами, сменными деталями, инструментом, средствами механизации работ в судовых условиях.

Ремонт судовой техники в зависимости от требуемых для его выполнения оборудования, оснастки и квалификации исполнителей можно разделить на два вида: промышленный и непромышленный. Промышленный ремонт может быть выполнен только в заводских условиях с выводом судна из эксплуатации, непромышленный может проводиться в судовых условиях в процессе эксплуатации.

Четкое разделение судовых работ на промышленные и непромышленные позволяет по каждому судну установить номенклатуру ремонтных работ, для выполнения которых требуется заводское оборудование. Определение необходимой периодичности этих работ позволяет установить рациональные сроки работы судна без заводского ремонта.

В настоящее время разработаны теоретические основы организации планово-предупредительного ремонта (ППР), позволяющие обоснованно устанавливать его периодичность.

Основные выводы этой теории состоят в следующем:

оптимальная периодичность ППР позволяет без дополнительных затрат труда и средств значительно увеличить эксплуатационный период машин, механизмов и устройств. Примерная оптимальная периодичность составляет 0,4—0,6 средней продолжительности безотказной работы;

ППР целесообразно применять только для узлов и деталей, работающих на износ (например, деталей ЦПГ, подшипников, движущихся деталей насосов и т. д.);

ППР должен проводиться через строго определенные промежутки времени работы механизма независимо от его технического состояния;

для судового оборудования с различной степенью надежности одинаковая периодичность ППР нецелесообразна;

ППР не исключает внезапных выходов из строя элементов судовой техники, а только уменьшает их возможность.

Основным документом, определяющим организацию технического обслуживания, является план-график работ, выполняемых в условиях эксплуатации. План-график определяет сроки проведения осмотрово профилактических работ на время эксплуатации судна без вывода на заводской ремонт; его также используют для оперативного планирования работ на месяц, рейс, стоянку.

Планы-графики для механической части составляют по заведованиям II, III, IV механиков, а по электромеханической части — по заведованию электромеханика.

В план-график заносят судовое оборудование, подлежащее ремонту в процессе эксплуатации. Основанием для вскрытия механизмов являются нормативные документы.

Таблица 1 План-график работ по техническому обслуживанию

При составлении плана-графика должны быть учтены обстоятельства, влияющие на формы технического обслуживания: продолжительность рейсов и стоянок, порты заходов и наличие в них баз технического обслуживания и другие особенности эксплуатации.

Учет перечисленных обстоятельств позволяет при определении исполнителей работ в плане-графике сочетать существующие формы технического обслуживания: штатный судовой экипаж, судовые ремонтные бригады (СРБ), береговые ремонтные бригады (БРБ), периодически направляемые в рейсы, и береговые базы технического обслуживания (БТО). Учитывается также существенное уменьшение доли работ, производимых судовыми экипажами, за счет развития и совершенствования БТО.

В правой части плана-графика делают отметку о фактической трудоемкости выполненных за каждый месяц работ. Это позволяет проконтролировать выполнение работ, а кроме того, при планировании технического обслуживания на следующий цикл эксплуатации заново откорректировать плановую трудоемкость по фактическим затратам.

При составлении планов-графиков определяют перечень сменного оборудования, сменных деталей, полуфабрикатов, материалов, необходимого инструмента и оборудования для выполнения запланированных работ. Потребность в оборудовании позволяет правильно решить вопрос о распределении работ между исполнителями.

В первую очередь выделяют работы, выполняемые судовым экипажем. Для этого предварительно определяют бюджет рабочего времени экипажа для профилактических и ремонтных работ и принимают во внимание положения Устава службы на судах ММФ и Правил технической эксплуатации, определяющие обязанности членов судовой команды по выполнению судовых работ. Кроме того, судовой экипаж выполняет работы по наименее надежному оборудованию с минимальной периодичностью проведения профилактических осмотров.

Затем определяют работы, поручаемые БТО во время стоянок судна под грузовыми операциями и в доке на весь эксплуатационный период. БТО выполняют работы, требующие промышленного оборудования и наличия специалистов, отсутствующих в составе судового экипажа.

Оставшиеся работы выполняет СРБ или, при отсутствии таковой, БРБ, временно направляемая на судно, выходящее в рейс.

Для выполнения работ силами БТО и БРБ судовая администрация должна представлять в ССХ годовой план технического обслуживания этими подразделениями, составленный на основании плана-графика.

Необходимые материалы, сменные детали и средства механизации для выполнения работ поставляются на судно по заявкам его администрации, подготовленным на основании плана-графика и представленным в ССХ.

§ 3. Надзор за техническим состоянием флота

Повышение эффективности технической эксплуатации, стремление к дальнейшему увеличению эксплуатационного периода судов определило необходимость совершенствования системы технического надзора за состоянием флота. Согласно Кодексу торгового мореплавания технический надзор осуществляет Регистр СССР через бассейновые инспекции.

В процессе эксплуатации судна основной формой технического надзора за его состоянием являются освидетельствования, которые подразделяются на классификационные, ежегодные, внеочередные и специальные. Целью всех освидетельствовании является определение годности судна к безопасному плаванию с выполнением своего назначения и соответствие его оборудования и снабжения требованиям Правил Регистра СССР. На основании проведенных освидетельствовании судну выдаются соответствующие документы.

Из перечисленных освидетельствований классификационные и ежегодные являются плановыми. В обязанности судовой администрации входит подготовка судна к этим освидетельствованиям и создание необходимых условий для проведения надзора инспекцией Регистра СССР.

Предъявление судна для классификационного освидетельствования один раз в 4 года по полной программе сопряжено с большими трудностями, так как требует от судового экипажа выполнения значительного объема подготовительных работ, а, кроме того, на выполнение программы освидетельствования требуется длительное время, что влечет за собой непроизводительный простой судна. В условиях современной системы технической эксплуатации флота, основной целью которой является увеличение эксплуатационного периода, признано нецелесообразным выводить судно из эксплуатации специально для освидетельствования, а использовать для этой цели стоянки под грузовыми операциями, на профилактическом доковании и заводском ремонте.

Однако при такой практике времени для выполнения полной программы освидетельствования не всегда достаточно. Поэтому была введена непрерывная система классификационного освидетельствования, которая разделяется на несколько частичных освидетельствований в течение 4 лет.

Частичные освидетельствования проводят ежегодно, проверяя укрупненные части корпуса и судового оборудования.

По каждому судну, переведенному на систему непрерывного классификационного освидетельствования, ССХ составляет на один классификационный период учетный лист-план частичных освидетельствований отдельно по корпусной и механической частям. Учетный лист-план (табл. 2), переданный на судно после утверждения инспекцией Регистра СССР, является приложением к классификационному свидетельству. Второй экземпляр учетного листа-плана хранится в инспекции Регистра. После каждого частичного

освидетельствования делаются отметки в учетном листе-плане инспектором Регистра СССР.

При переходе на систему непрерывного классификационного освидетельствования сохраняются обычные сроки для освидетельствовании по корпусной части (надводной обшивки корпуса, винторулевой группы, дейдвудных устройств, концевых валов и донно-забортной арматуры) и механической части (паровых котлов, воздухохранителей и других агрегатов, находящихся под давлением).

Таблица 2

Утверждаю

Начальник инспекции Регистра

«___»__________ 19__ г.

УЧЕТНЫЙ ЛИСТ-ПЛАН

частичных освидетельствовании, проводимых по системе непрерывного классификационного освидетельствования

Название судна .......... Валовая вместимость, per. т. . ...

Регистровый № . ........ Мощность, л. с. ..........

Владелец ............. Год постройки ..........

Порт приписки .......... Класс ...............

К классификационному свидетельст­ву №___от «_»_____ 19 г.

Наимено­вание объ­екта осви­детельство­вания	Дата послед­него класси­фикационного освидетель­ствования, месяц год	^ Плановое и фактическое время и место освидетельствования, подпись инспектора				Дата следую­щего класси­фикационного-освидетель­ствования
		1974 г.	1975 г.	1976 г.	1977 г.

Заключительным этапом непрерывного классификационного освидетельствования являются проводимые в конце четырехлетнего периода испытания СЭУ и других устройств.

Система непрерывного технического освидетельствования — это дополнительное средство увеличения эксплуатационного периода морских судов.

§ 4. Техническая документация и отчетность

Техническая документация отражает технико-эксплуатационные показатели работы энергетической установки, оценивает деятельность обслуживающего персонала,, устанавливает порядок технического обслуживания установки, учет топлива, масла и расходных материалов.

На судне должна быть основная (контролирующая) и исполнительная (по эксплуатации и ремонту) техническая документация.

К основной технической документации относятся: формуляры технического состояния главного двигателя и вспомогательных механизмов; правила технической эксплуатации и инструкции заводов-строителей; нормы расхода топлива и смазки; акты осмотров Регистра СССР; табель снабжения судов морского флота;

инвентарные книги сменно-запасных частей и деталей, инструментов, приспособлений и подъемно-такелажных средств; рабочие чертежи и технические условия изготовления и приемки сменно-запасных частей и деталей; сборочные чертежи главных и вспомогательных двигателей и их деталей; правила техники безопасности и противопожарной безопасности; приказы ММФ и циркуляры пароходств.

К исполнительной документации относятся: вахтенный машинный журнал; технический отчет; результаты индицирования и регулирования двигателей; месячный машинный отчет; графики планово-предупредительных ремонтов и осмотров; ведомости отчетности по запчастям, инструментам и материалам; ремонтные ведомости; акты инспекторских осмотров.

Основная документация. Технический формуляр главного двигателя отражает техническое состояние дизеля и является статистическим документом, в который заносят:

общие конструктивные данные и основные паспортные характеристики;

выявленные в процессе эксплуатации износы, дефекты, отказы, повреждения;

профилактические и ремонтные работы, выполненные силами судовой команды и БРБ;

учет количества наработанных часов.

На основании этих записей принимают профилактические меры, поддерживающие главный двигатель в надлежащем техническом состоянии. Записи дают технически обоснованные данные для ремонта двигателя.

Технические формуляры на отдельные механизмы прилагаются к механизму при выпуске его с завода-строителя. В них содержатся сведения о приеме механизма на заводе с указанием паспортных характеристик и результатов испытаний, основные требования по эксплуатации механизма, рекомендуемые параметры рабочих сред (для двигателей рекомендуемые сорта топлива и масла). В процессе эксплуатации в формуляр заносят сведения о работе и ремонте механизма.

Инструкции заводов-строителей и правила технической эксплуатации служат руководством для обслуживающего персонала в его практической работе с главными и вспомогательными двигателями, механизмами, системами трубопроводов и различными устройствами. В этих документах указывается строго обусловленный порядок обслуживания и ремонта. Указания в инструкциях заводов-строителей обязательны для выполнения и в тех случаях, если они расходятся с отдельными положениями правил технической эксплуатации.

Нормы расхода топлива и смазки задает ежеквартально отдел теплотехники пароходства на основании теплотехнических, стендовых и ходовых испытаний энергетической установки головного образца серии судов. Эти нормы рассчитывают соответственно заданной эксплуатационной мощности и технической скорости на судо-час работы судна. При температуре наружного воздуха +15° С и ниже к норме расхода топлива прибавляют так называемую зимнюю надбавку. В ходовом режиме при наличии утилизационного котла надбавку не устанавливают. Норму смазки задают на судо-час работы судна на ходу и стоянке.

Акты осмотров Регистра СССР оформляет инспектор Регистра на право выдачи удостоверения на годность плавания судна. Результаты наружного освидетельствования механизмов, устройств, систем и всей СЭУ в целом отражаются в актах. При отсутствии замечаний и при положительных результатах инспектор Регистра отмечает техническое состояние энергетической установки с разрешением на дальнейшую эксплуатацию. В противном случае Ре­гистр в актах отмечает свои требования по устранению замечаний и дефектов или ограничивает район плавания судна.

Результаты наружного и внутреннего освидетельствований и гидравлических испытаний котлов, главного паропровода, воздухохранителей, станции углекислотного пожаротушения, холодильных установок (рефрижераторных судов) отражены в шнуровых книгах Регистра СССР. Эти книги являются техническим документом, выдаваемым инспекцией Регистра СССР.

Кроме результатов освидетельствования, в шнуровые книги вносят данные о неполадках и сроках их устранения, а также указывают сроки предстоящих испытаний.

Исполнительная документация. Вахтенный машинный журнал является первичным документом, отражающим техническую эксплуатацию энергетической установки. В нем регулярно повахтенно регистрируют основные данные, характеризующие условия работы и изменения, происходящие с главными параметрами СЭУ. Журнал предназначен для составления материальной отчетности по топливу, маслам, расходным материалам и сведениям по эксплуатации и ремонту всех механизмов судна. Он является юридическим документом, используемым при рассмотрении причин аварий и несчастных случаев. При ведении журнала руководствуются инструкцией, напечатанной в начале журнала.

Технический отчет составляет старший механик за определенный срок работы энергетической установки и представляет в ССХ.

В техническом отчете указывают:

рейсы, совершенные за отчетный период;

число миль, пройденное в грузу и балласте;

число часов работы главного двигателя и дизель генераторов за это время и с начала эксплуатации;

сроки действия документов Регистра СССР и дату последнего докования;

состояние всего технического оборудования;

результаты индицирования, выявленные дефекты газораспределения по диаграммам и меры, принятые к их устранению;

результаты водоконтроля котлов;

перечень работ по ППР и осмотру;

фамилии механиков, обслуживающих энергетическую установку.

К техническому отчету прилагают: индикаторные диаграммы;

накладные и паспорта на топливо и масло; акты о плавании судна в штормовую погоду, на мелководье, в битом льду; акты аварий, несчастных случаев и происшествий; планы различных мероприятий.

Результаты индицирования и регулирования двигателей представляют после каждого рейса.

Индикаторные диаграммы снимают на установившемся режиме работы двигателя при ходе судна в грузу и в балласте. Установившимся считается режим, при котором частота вращения вала двигателя, температура масла и охлаждающей воды становятся стабильными, т. е. после 2—4 ч работы двигателя не наблюдается их изменение.

По результатам планиметрирования и визуального изучения индикаторных диаграмм с учетом значений показателей двигателя, характеризующих его тепловой процесс, выявляют дефекты регулирования топливной аппаратуры и газораспределения и принимают меры по устранению дефектов.

Индикаторные диаграммы, на которых указана их площадь, длина и масштаб пружины индикатора, наклеивают на специальный бланк.

Месячный машинный отчет является основным документом, отражающим расходование горюче-смазочных материалов и регистрирующим среднесуточные значения параметров энергетической установки. Кроме того, в месячном машинном отчете отражается время работы главных и вспомогательных механизмов, средняя скорость судна, условия плавания и состав машинной команды, обслуживающей установку.

Перечисленные показатели работы энергетической установки и судна каждый день заносят в машинный отчет по данным вахтенного машинного журнала.

На основании ежесуточных показателей определяют число часов работы и стоянки главного двигателя, расход топлива и масла, а также число пройденных миль за отчетный месяц.

К месячному машинному отчету прилагают: заполненные бланки индицирования с наклеенными индикаторными диаграммами для каждого рабочего состояния судна (в грузу, балласте), накладные на принятое топливо, паспорта на принятые в течение месяца топливо и масло, двусторонние акты приема-сдачи топлива и масла другим судам или базам.

На основании месячного машинного отчета рассчитывают нормы расхода топлива, смазочных материалов и чистой технической скорости.

Для удобства нормирования и сравнительной оценки работы энергетической установки расчеты производят в условном топливе, теплота сгорания которого QS принимается равной 7000 ккал/кг.

Для пересчета расхода натурального топлива в условное используют калорийные эквиваленты, устанавливающие соотношение между значением QS натурального и условного топлива.

Значения калорийных эквивалентов Экал. составляют для топлива: дизельного—1,454, моторного—1,43, мазута—1,4.

Так как норма расхода топлива установлена в зависимости от мощности, развиваемой двигателем в условиях эксплуатации, то для расчета топливо использования необходимо определить фактическую мощность двигателя, отражающую его среднемесячную загрузку.

Учитывая, что номинальная мощность двигателя в эксплуатации по производственным, навигационным и метеорологическим причинам не выдерживается, для оценки среднемесячной загрузки двигателя определяют средневзвешенную мощность по результатам индицирования двигателя в различных условиях плавания.

Величину средневзвешенной мощности нормируют для данного судна на основании материалов теплотехнических испытаний. Фактическая средневзвешенная мощность для выполнения рейсовых заданий должна соответствовать нормативной средневзвешенной мощности.

Так как мощность двигателя и развиваемая судном скорость взаимосвязаны, то для оценки производственных показателей работы судна необходимо определение его скорости и соответствие ее заданным нормам.

Чистую техническую скорость задает судну служба эксплуатации пароходства. Фактическую скорость судна в течение месяца определяют по данным месячного машинного отчета. Сравнение фактической скорости с заданной позволяет установить результат выполнения нормативной скорости.

В соответствии с заданными эксплуатационными значениями мощности и скорости судна рассчитывают норму расхода топлива на ходу. При этом учитывается, что на режиме среднего хода расход топлива составляет 50% нормы полного хода, на режиме малого хода и маневрах—25%. За время стоянки судна также рассчитывают нормы расхода топлива.

Результаты топливо использования получают путем сравнения фактического расхода условного топлива с нормой расхода условного топлива на месяц.

Расход условного топлива по нормам рассчитывают после определения средневзвешенной частоты вращения вала главного двигателя, средневзвешенной мощности, а также времени хода, стоянки с грузовыми операциями, стоянки без грузовых операций и времени на отопление в зимнее время.

Зная норму условного топлива, израсходованного за месяц, и сравнивая ее с фактическим расходом условного топлива, определяют экономию (в тоннах или процентах).

В случае перерасхода топлива указывают причины и мероприятия, направленные на повышение экономичности энергетической установки.

Графики ППР и осмотров являются основным отчетным документом судовой администрации о проведении ремонта энергетической установки без вывода судна из эксплуатации.

Ремонтные ведомости являются первичным техническим документом, составляемым судовой администрацией под контролем ССХ перед постановкой судна на заводской ремонт в пределах утвержденного пароходством лимита или выделяемых ассигнований на ремонт.

При любом виде ремонта должны быть предусмотрены осмотры и работы, которые нужны для своевременного продления классификационного свидетельства, удостоверения на годность к плаванию и других документов, предусмотренных Правилами Регистра СССР.

Основанием для составления ремонтной ведомости являются записи в формулярах, шнуровых книгах, акты освидетельствовании Регистра и инспекторских осмотров, а также предписания и требования других органов надзора (военизированной охраны ММФ, Государственной санитарной инспекции и технической инспекции профсоюза рабочих морского и речного флота).

Для серийного судна ремонтную ведомость составляют путем набора работ по прейскуранту типовых ремонтных работ, для несерийных судов—путем перечисления необходимых работ, которые устанавливаются в соответствии с «Единой номенклатурой комплектов и узлов судна».

Акты инспекторских осмотров составляют по результатам инспекторских осмотров комиссиями. В составе комиссии обязательно должен быть механик-наставник (как правило, председатель комиссии).

Инспекторские осмотры проводят не реже одного раза в год. Комиссия оценивает техническое состояние энергетической установки и работу судового экипажа по содержанию и уходу за судовой техникой. Кроме этого, комиссия заносит в акт предложения по улучшению технического состояния механизмов и ухода за ними, а при наличии замечаний по организации службы и технической учебы — предложения по их улучшению.

Наличие на судне сменно-запасных частей и деталей, приспособлений и инструмента, а также расходного материала учитывают в инвентарных и материальных книгах.

В процессе эксплуатации энергетической установки израсходованные запасные части и пришедший в негодность инструмент списывают с составлением ведомостей. Судовая комиссия, назначаемая капитаном судна, раз в год проводит инвентаризацию запасных частей, инструмента и материалов. Результаты инвентаризации заносят в акт.

С формами технической документации учащиеся могут ознакомиться на судах.

Глава II. СУДОВЫЕ ДИЗЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
§ 5. Основные типы установок

Тип судовой энергетической установки во многом определяет технико-эксплуатационные показатели работы судна, так как стоимость СЭУ — 30—37% построечной стоимости судна, а затраты на ее эксплуатацию достигают 55—60% общей суммы эксплуатационных расходов по судну.

Тип энергетической установки выбирают с учетом типа, назначения и условий эксплуатации морского судна. Основными требованиями, предъявляемыми к энергетической установке, являются следующие.

/. Высокая надежность в работе при большом моторесурсе. Она характеризуется:

безотказностью двигателей и обслуживающих его механизмов;

продолжительностью эффективной непрерывной работы с гарантированным отсутствием отказов и вынужденного ремонта;

частотой вывода установки из эксплуатации на профилактику и ремонт;

эффективностью использования мощности главного двигателя;

продолжительностью эксплуатационного периода;

затратами труда и средств на осмотр, профилактику и ремонт. Надежность установки должна обеспечить безопасность плавания и сохранение свойств и технико-эксплуатационных характеристик судовых механизмов.

Главный двигатель с точки зрения надежности занимает особое положение, так как его безотказная работа имеет решающее значение для безопасности плавания. Поэтому любые мероприятия, повышающие надежность двигателя, независимо от затрат являются оправданными.

Элементы надежности двигателя закладываются в основном при его проектировании и постройке. Усовершенствование деталей и узлов, несмотря на увеличение первоначальных затрат, компенсируется в эксплуатации, так как снижаются затраты на ремонт.

Учитывая, что выполнение ремонтных работ в судовых условиях затруднено, повышение надежности судового оборудования, позволяющее снизить объем ремонтных работ, очень важно для понижения эксплуатационных расходов.

Однако определенные ремонтные работы на судах (по системе ППР) пока еще неизбежны.

Для повышения надежности оборудования целесообразно заменить периодический ремонт, предусмотренный этой системой, на ремонт по потребности. Необходимость ремонта по потребности определяют на основании данных контроля за состоянием машины по всем показателям, характеризующим возникновение дефекта (усиление вибрации, появление частиц износа и трещин, повышенный нагрев и т. д.). Раннее обнаружение дефектов— важное средство повышения долговечности и надежности машин.

2. Высокая экономичность. Ее достигают выбором эффективных тепловых схем, рациональных конструкций и оптимальных рабочих параметров; автоматизацией процессов управления и регулирования; уменьшением габарита и веса СЭУ; снижением строительной стоимости и эксплуатационных расходов; правильной технической эксплуатацией установки.

Показателями, определяющими экономичность разных вариантов СЭУ, являются: вес установки, занимаемый объем, стоимость, долговечность и эксплуатационная надежность (оцениваются по безотказности работы, периодичности, продолжительности и стоимости ремонтов); расход и стоимость топлива и смазки; запасы топлива, масла и воды; автоматизация управления и простота обслуживания; себестоимость перевозок.

3. Способность обеспечить требуемые реверсивные и маневренные качества судна. Определяется возможностью плавания с различной скоростью и быстротой перемен хода с полного вперед на полный назад и обратно.

Маневренность судна зависит от следующих характеристик главного двигателя: продолжительности подготовки к пуску и пуска; продолжительности достижения номинальной мощности; минимально устойчивой частоты вращения; продолжительности и количества реверсов в течение часа; мощности и продолжительности заднего хода; количества и ширины запретных зон в интервале рабочей частоты вращения.

4. Технические удобства эксплуатации и ремонта. Использование простых и рациональных конструкций судовых механизмов и устройств, требующих минимального объема мероприятий при подготовке к действию, обслуживании во время работы и стоянки. Судовое оборудование должно быть удобно для монтажа и демонтажа в машинном отделении, для сборки и разборки с применением немногочисленных и простых инструментов и приспособлений. Детали судовых механизмов должны быть ремонтопригодными.

5. Допустимый уровень шума. Пределы допустимой шумности в машинных отделениях устанавливают Правила Регистра СССР и нормы Госсанинспекции.

Наряду с применением технических средств, уменьшающих шумность работающих машин, на современных судах с ДАУ широко распространены центральные звукоизолированные посты управления (ЦПУ), которые предотвращают вредное воздействие шума на обслуживающий персонал.

6. Способность обеспечить нормальные санитарно-гигиенические условия работы обслуживающему персоналу (требования освещенности, обогрева рабочих помещений и их вентиляции).

Некоторые из требований, предъявляемых к судовым энергетическим установкам, находятся в противоречии между собой, и удовлетворить их в полной мере практически невозможно. Именно этим объясняется разнообразие типов энергетических установок, применяемых на судах.

В качестве основных типов главных двигателей на морских судах распространены малооборотные и среднеоборотные дизели, паровые турбины и (в некоторой степени) газовые турбины.

В последние годы на суда малого и среднего тоннажа с мощностью главных двигателей до 15000 кВт устанавливают в основном малооборотные и среднеоборотные дизели; на крупнотоннажные суда с мощностью главных двигателей 15000—30000 кВт как малооборотные и среднеоборотные дизели, так и паровые турбины; при агрегатной мощности главного двигателя выше 30000 кВт—паровые турбины.

Статистические данные последних лет, характеризующие степень использования различных типов энергетических установок, показывают, что число судов мирового транспортного флота, оборудованных дизельными установками, составляет ~80% и соответствует ~63% всего тоннажа. Из этого следует, что дизельные энергетические установки преобладают в составе мирового транспортного флота.

Дальнейший рост агрегатной мощности судовых дизелей, увеличение их надежности, экономичности и долговечности будут способствовать не только их распространению, но и более широкому использованию в качестве главных двигателей на крупнотоннажных судах морского флота.

Судовые энергетические установки с дизелями в качестве главных двигателей по способу передачи энергии от дизеля к гребному винту делятся на три группы (рис. I): с прямой передачей, дизель-редукторные, дизель-электрические.

В дизельной энергетической установке с прямой передачей мощности на винт (рис. 1,а) к фланцу коленчатого вала дизеля 5 присоединен короткий промежуточный вал, имеющий гребень для упорного подшипника 4. Промежуточный вал 3 соединяется, с уложенным в дейдвудную трубу 2 гребным валом 1

В дизель-редукторном варианте (рис. 1,6) гребной винт может приводиться во вращение одним или несколькими дизелями через зубчатую передачу 6.

Дизель-электрическая гребная установка (рис. 1,в) представляет собой один или несколько дизель генераторов 8, электроэнергией которых питаются гребные электродвигатели 7.

Энергетические установки с прямой передачей мощности от главного двигателя к гребному винту в настоящее время широко распространены. В качестве главного двигателя здесь используется двухтактный, малооборотный (до 230 об/мин) дизель с наддувом.

При такой передаче мощность, потребляемая движителем, составляет примерно 97—98% мощности главного двигателя, т. е. потери мощности в валопроводе на трение в подшипниках гребного вала весьма незначительны.

Другим достоинством прямой передачи является простота конструкции установки, что снижает строительную стоимость, затраты на уход и ремонт.

Малооборотные двигатели отличаются высокой надежностью и удобством в эксплуатации (моторесурс достигает 100000 ч). По сравнению с другими тепловыми двигателями они имеют самый высокий эффективный к. п. д. (до 42%); в них используют дешевое тяжелое топливо. Цилиндровая мощность новых двигателей достигает 2950 кВт (4000 э.л.с.), что в 12-цилиндровом агрегате позволяет получить мощность 35400 кВт (48000 э.л.с.).

Суммарная мощность малооборотных дизелей, выпускаемых ежегодно, составляет 68—78% мощности всех судовых установок.

Дальнейшее совершенствование мощных малооборотных дизелей идет по пути улучшения конструкции и технологии изготовления основных деталей, повышения их прочности и надежности, что позволит повысить цилиндровую мощность.

Однако следует отметить, что мощность малооборотных дизелей в настоящее время близка к рациональному пределу, так как максимальная мощность, передаваемая одним валом, ограничивается значением ~ 40 000 кВт (~ 55 000 э.л.с.).

Для повышения экономичности используют глубокую утилизацию тепла отработавших газов и охлаждающей воды. Упрощение эксплуатации достигается за счет частичной и комплексной автоматизации процессов по управлению, контролю и уходу за действующей установкой.

К основным недостаткам малооборотных дизелей можно отнести большую массу и большой габарит.

В настоящее время на судах отечественного и зарубежного флота широко распространены мощные малооборотные дизели фирм «Зульцер», «Бурмейстер и Вайн», МАИ, «Фиат», «Мицубиси» и их лицензиатов.

Отечественные малооборотные двигатели уже более 10 лет выпускаются по лицензии фирмы «Бурмейстер и Вайн» на Брянском машиностроительном заводе (БМЗ).

Первоначально было освоено производство двух типоразмеров:

50/110 и 74/160. С 1966 г. завод начал выпускать новую модификацию этих же двигателей: 50/110-2 и 74/160-2 с повышенной степенью наддува.

В настоящее время БМЗ разработал и построил опытный образец дизеля отечественной конструкции типа ДКРН 75/160 с прямоточно-клапанной продувкой и импульсным газотурбинным наддувом при использовании подпоршневых полостей.

На номинальном режиме при 115 об/мин, избыточном давлении продувочного воздуха 1,12 кг-с/см² и среднем эффективном давлении 10,5 кг-с/см² обеспечивается цилиндровая мощность 1400 кВт (1900 э.л.с.).

Основные параметры перспективных моделей судовых малооборотных дизелей большой мощности приведены в табл. 3.

Дизель-редукторные установки со среднеоборотными (до 600 об/мин) тронковыми двигателями в последние годы все чаще применяют на судах типа Ро-ро, контейнеровозах, пассажирских паромах.

Основными достоинствами среднеоборотных дизелей по сравнению с малооборотными являются: