Существенное повышение надежности нефтеперерабатывающих и нефтехимических комплексов (НХК) без замены оборудования и реконструкции, как показывает опыт, можно обеспечить внедрением средств мониторинга на всех этапах жизненного цикла агрегатов. Мониторинг технического состояния агрегатов позволяет перевести большинство отказов из категории «внезапных» для персонала установок в категорию «постепенных», за счет раннего их обнаружения и оповещения персонала о развивающейся неисправности, которая уже существует, хотя, может быть, пока не является опасной и не нарушает работоспособности технологических установок НХК.
Существующая нормативная база в виде международных стандартов определяет лишь общие подходы решения задач мониторинга (ISO 13374), как путем измерения вибрации (ISO 13373, 10816), так и путем измерения параметров различных процессов (ISO 13379, 13380).
Совместное использование многообразных методов технической диагностики и неразрушающего контроля для оценки технического состояния, с одной стороны, является весьма сложной и актуальной проблемой по причине необходимости селекции комплекса диагностических признаков, опирающихся на различные параметры разнообразных физических процессов. С другой стороны, различные виды объектов требуют выбора методов диагностики и используемых диагностических признаков.
Решение данной проблемы получено на основе проведения фундаментальных научно-исследовательских работ в течение последних 40 лет, адекватной апробации предлагаемых решений и практики эксплуатации разработанных систем компьютерного мониторинга для предупреждения аварий и контроля состояния (КОМПАКС®) в реальных условиях функционирования действующих производств [2-7].
Литература:
Муромцев Ю.Л. Безаварийность и диагностика нарушений в химических производствах. — М.: Химия, 1990. — 144 с.
Внедрение систем КОМПАКС® — обеспечение безаварийной работы непрерывных производств / Е.А. Малов, И.Б. Бронфин, В.Н. Долгопятов и др. // Безопасность труда в промышленности. — 1994. — № 8. — С. 19-22.
Руководящий документ. Центробежные электроприводные насосные и компрессорные агрегаты, оснащенные системами компьютерного мониторинга для предупреждения аварий и контроля технического состояния КОМПАКС®. Эксплуатационные нормы вибрации. — НПЦ «Динамика», 1994. — 7 с.
Эффективность внедрения стационарных систем вибродиагностики КОМПАКС® на Омском НПЗ / Е.А. Малов, А.А. Шаталов, И.Б. Бронфин и др. // Безопасность труда в промышленности. — 1997. — № 1. — С. 9-15.
Безаварийность производства — путь к повышению рентабельности. Внедрение систем мониторинга КОМПАКС® / А.А. Шаталов, Ф.И. Сердюк, В.Н. Костюков и др.// Химия и технология топлив и масел. — 2000. — №3. — С. 9-13.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков А. В. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®). — М.: Машиностроение, 1999. — 163 с.
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. — М.: Машиностроение, 2002. — 224 с.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин: Учеб. пособие. — Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. — 360 с.
Костюков А.В., Костюков В.Н. Повышение операционной эффективности предприятий на основе мониторинга в реальном времени. — М.: Машиностроение, 2009. — 192 с.
ГОСТ Р 53563—2009. Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Порядок организации. — М.: Стандарт - информ, 2010. — 8 с.
ГОСТ Р 53564—2009. Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Требования к системам мониторинга. — М.: Стандартинформ, 2010. — 20 с.
ГОСТ Р 53565—2009. Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Вибрация центробежных насосных и компрессорных агрегатов. — М.: Стандартинформ, 2010. — 8 с.
СА 03-002—05. Системы мониторинга агрегатов опасных производственных объектов. Общие технические требования. — М.: Химическая техника, 2005. — 42 с.
СА 03-001—05. Центробежные насосные и компрессорные агрегаты опасных производств. Эксплуатационные нормы вибрации. — М.: Химическая техника, 2005. — 24 с.
СТО-03-002—08. Мониторинг оборудования опасных производств. Порядок организации: Сб. стандартов НПС «Риском». — М., 2008. — С. 25-63.
СТО 03-003—08. Мониторинг оборудования опасных производств. Термины и определения: Сб. стандартов НПС «Риском». — М., 2008. — С. 5-24.
СТО 03-004—08. Мониторинг оборудования опасных производств. Процедуры применения: Сб. стандартов НПС «Риском». — М„ 2008. — С. 65-77.
Сушко А.Е., Грибанов В.А. Проблемы оценки технического состояния динамического оборудования опасных производственных объектов // Безопасность труда в промышленности. — 2011. — № 10. — С. 58-65.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков А.В. MES-система управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования на основе АСУ БЭР™ КОМПАКС® // Мир компьютерной автоматизации. — 2004. — № 4. — С. 35-44.
ГОСТ Р 51901.1—2002. Менеджмент риска. Анализ риска технологических систем. — М.: Госстандарт России, 2003. — 28 с.
Ферапонтов А.В. Оптимизация надзорной деятельности по критериям риска возникновения аварий // Безопасность труда в промышленности. — 2010. — № 8. — С. 3-6.
Концепция совершенствования государственной политики в области обеспечения промышленной безопасности до 2020 г. URL: http://safeprom.ru/articles/detail. php?ID= 15177 (дата обращения 31.05.2012).
АРI 580. Recommended Practice. Risk Based Inspection.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Науменко А.П. Российские стандарты в области мониторинга технического состояния оборудования опасных производств // Дни неразрушающего контроля: сб. докл. Междунар. конф., посвященной 50-летию Болгарского общества неразрушающего контроля. - Созополь, 2012. - С. 300-304.
Все процессы жизнеобеспечения человечества в современном мире напрямую зависят от стабильности и качества потребляемой им электрической энергии. В связи с этим перед энергетиками ставится задача по обеспечению стабильного, бесперебойного процесса выработки электрической энергии.
Для решения данной задачи необходим постоянный контроль технического состояния оборудования электрических станций в процессе его работы. Однако в основной массе системами контроля и блокировки в эксплуатации оснащаются только основные энергетические механизмы, вырабатывающие электрическую энергию - турбины.
В то же время для обеспечения работы одной турбины используется несколько десятков вспомогательного динамического оборудования, как то: различного вида мельницы, дутьевые вентиляторы, дымососы, насосы, градирни. При этом многие вспомогательные агрегаты эксплуатируются без резерва, и внезапный их отказ приводит к снижению объема и качества вырабатываемой электрической энергии вплоть до полной остановки турбины.
Применение виброакустического метода неразрушающего контроля в системах контроля технического состояния вспомогательного оборудования электростанций позволяет автоматизировать процесс диагностики и постановки диагноза.
Оснащение машинного оборудования стационарной системой мониторинга технического состояния и автоматической диагностики позволяет устранить аварии, и исключить так называемые «внезапные» отказы. «Внезапность» возникает там, где нет наблюдаемости процесса зарождения и развития неисправности, роста её до критического уровня и достижения машиной предельного состояния.
Оснащение системами вспомогательного оборудования электростанций и, благодаря этому, переход на эксплуатацию по фактическому техническому состоянию, с планированием и выполнением работ по техническому обслуживанию и ремонту, на которые указывает система благодаря наличию встроенной автоматической экспертной системы поддержки принятия решения о текущих дефектах оборудования и степени их развития - вот реальный путь обеспечения надежной, безопасной ресурсосберегающей эксплуатации электростанций.
Литература
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. Москва, Машиностроение, 2002, стр. 224.
Костюков В.Н. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®). Москва, Машиностроение, 1999, стр. 163. (Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков А.В.).
ГОСТ Р 53565-2009. Мониторинг оборудования опасных производств. Вибрация центробежных насосных и компрессорных агрегатов. Москва, «Стандартинформ», 2010, стр. 5.
Костюков В.Н., Тарасов Е.В. Condition Monitoring and Diagnostics of Rolling Bearings of High-voltage Electric Motors during Their Operation. - COMADEM 2011: Proceedings of the 24th International Congress on Condition Monitoring and Diagnostics Engineering Management (May 30 - June 1, 2011). Norway, Stavanger, 2011. Рр. 900-904.
Костюков В.Н., Тарасов Е.В. Мониторинг в реальном времени технического состояния вспомогательных агрегатов тепловых электростанций виброакустическим методом неразрушающего контроля по вибрации подшипниковых опор // Дни неразрушающего контроля: сб. докл. Междунар. конф., посвященной 50-летию Болгарского общества неразрушающего контроля. - Созополь, 2012. - С. 305-308.
Бесперебойность и безопасность пригородных пассажирских перевозок на железнодорожных линиях Российской Федерации зависит от надежной работы каждого звена и в существенной степени от эксплуатационной надежности более 7,5 тыс. секций электропоездов. В настоящее время для поддержания приемлемого уровня надежности электропоездов предусмотрена система технических обслуживаний и текущих ремонтов, основанная на планово-предупредительном принципе, устанавливающем объем и перечень обязательных контрольно-измерительных и ремонтно-восстановительных операций.
Технологический цикл текущего ремонта большого объема, осуществляемого в депо, включает операции снятия, разборки с целью ревизии, ремонта, сборки, испытания, транспортировки оборудования и узлов и установки их обратно на электропоезд, являющиеся длительными и трудоемкими работами. На последних этапах данного цикла отремонтированное, проверенное и работоспособное оборудование может быть повреждено, также может быть не обеспечена его работоспособность в составе системы электропоезда, вследствие нарушения функциональных взаимосвязей.
Отсутствие надлежащих средств и методов объективного контроля качества ремонта, сборки и регулировки ответственных и наиболее сложных систем электропоезда, к числу которых в первую очередь относятся электрические цепи, не позволяет осуществить качественный контроль выполненных работ. В результате на обкатку после ремонта часто выходят электропоезда, имеющие помимо не устраненных (скрытых) дефектов, доля которых достигает 30-40%, большой перечень новых, появившихся в результате действия так называемого «человеческого фактора». Продолжительность этапа отладки, успех приемо-сдаточных испытаний и дальнейшая безотказная работа электропоезда на линии в данном случае напрямую зависят от квалификации и других субъективных качеств отладчиков.
Кардинально изменить сложившуюся ситуацию, осуществить перенос этапа отладки из под контактного провода в ремонтный цех, с одновременным сокращением его продолжительности, обеспечить объективность оценки качества ремонта, сборки и регулировки оборудования и систем электропоезда, и, как следствие, повысить процент бездефектных сдач с первого предъявления при приемо-сдаточных испытаниях, возможно на базе автоматических систем комплексного диагностирования. В основе таких систем лежит автоматизированная экспертная система определения неисправностей, исключающая субъективные ошибки диагноста и обеспечивающая достоверную количественную и качественную оценку технического состояния наиболее сложных и ответственных систем электропоезда в соответствии с требованиями основных руководящих документов.
Литература
Электропоезда. Общее руководство по техническому обслуживанию и текущему ремонту. РД 104.03.667-2007. М., «ТРАНСИЗДАТ», 2009. 304 с.
Сизов С.В., Аристов В.П., Костюков В.Н., Костюков А.В. Непрерывный мониторинг состояния моторвагонного подвижного состава // Железнодорожный транспорт. 2008. №6. С. 41-42.
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение. 2002. 224 с.
Костюков В.Н., Костюков А.В., Казарин Д.В. Диагностика качества сборки электрических цепей электропоездов // Сборка в машиностроении и приборостроении. 2009. №12. С. 25 - 34.
Alexey V. Kostyukov. Stationary complex diagnostic system for electric trains / Alexey V. Kostyukov, Alexandr A. Lagaev, Denis V. Kazarin // The Sixth International Conference on Condition Monitoring and Machinery Failure Prevention Technologies / Ireland, Dublin, 2009. P. 1105-1109.
Костюков В.Н., Костюков Ал.В., Казарин Д.В., Басакин В.В. Диагностирование оборудования электрических цепей электропоездов при отладке и приемо-сдаточных испытаниях // Дни неразрушающего контроля 2012: сб. докл. Междунар конф., посвященной 50-летию Болгарского общества неразрушающего контроля, 2012. - Созополь. - С. 309-313
Тяговый электродвигатель (ТЭД) является одним из важнейших узлов электроподвижного состава (ЭПС). Количество отказов ТЭД из общего числа отказов ЭПС - около 30%. В случае отказа одного из ТЭД происходит увеличение нагрузки на остальные двигатели, что приводит к сокращению их срока службы.
В настоящее время существует ряд проблем диагностирования ТЭД:
отсутствие современных диагностических комплексов в депо и на ремонтных заводах;
отсутствие системности: каждая система диагностирует определенные параметры ТЭД, которые не попадают в общую базу на конкретный ТЭД.
В статье предлагается метод комплексного диагностирования тяговых электродвигателей, который позволит перевести ремонт тяговых электродвигателей от ремонта по пробегу к ремонту по фактическому техническому состоянию.
Литература
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение, 2002. 224 с.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Основы диагностики и мониторинга машин: учеб. пособие. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. - 360с.
Мельк В.В., Метод диагностирования ТЭД // Наука, образование, бизнес [Текст]: материалы Всерос. науч.-практ. конф. ученых, преподавателей, аспирантов, студентов, специалистов промышленности и связи, посвящ. 15-летию ИРСИД / Ин-т радиоэлектроники, сервиса и диагностики. Омск 2012, с. 200-202.
Мельк В.В. Разработка метода комплексного диагностирования тяговых электродвигателей // Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов: матер. Всероссийской науч.-техн. конф. с междунар. участием. - Омск: ОмГУПС, 2012. - С. 417-421
В технической диагностике главной задачей является распознавание технического состояния объекта в условиях ограниченной информации. Анализ состояния проводится в условиях эксплуатации, при которых получение информации крайне затруднено, поэтому часто не представляется возможным по имеющейся информации сделать однозначное заключение и приходится использовать статистические методы.
Распознавание зависит от полноты информации, чем больше информации об объекте, тем меньше ошибок. Актуальным является поиск новых источников информации об объекте.
Наряду со статистическими методами в вибродиагностике широко распространен метод спектрального анализа, который позволяет охарактеризовать частотный состав измеряемого сигнала. Менее распространены методы кепстрального и вейвлет анализа. В целях повышения надежности и точности распознавания предлагается также использовать методы фрактального анализа.
Литература
Кучер, В.Я. Основы технической диагностики и теории надежности: письменные лекции / В.Я Кучер. – СПб.: СЗТУ, 2004. – 48 с.
Мандельброт, Б. Фрактальная геометрия природы / Б. Мандельброт. – М.: Институт компьютерных исследований, 2002. - 656 с.
Федер, Е. Фракталы: пер. с англ. / Е. Федер. – М.: Мир, 1991. – 254 с.
Костюков, В.Н. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин: учеб. пособие / В.Н. Костюков, А.П. Науменко. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. – 360 с.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Павленков Д.В. Оценка возможности использования фрактального анализа для целей диагностики машинного оборудования // Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов: матер. Всероссийской науч.-техн. конф. с междунар. участием. - Омск: ОмГУПС, 2012. - С. 153-157
Повышение эксплуатационной надежности моторвагонного подвижного состава (МВПС), а также своевременное обнаружение и устранение дефектов на начальной стадии их развития является одной из важнейших задач по повышению качества технического обслуживания и ремонта МВПС при сокращении эксплуатационных расходов и сроков нахождения в ремонте и техническом обслуживании.
Существующее положение, при котором подвижной состав поддерживается в надлежащем техническом состоянии за счет системы планово-предупредительного ремонта, предполагает расход большого числа ресурсов на проведение плановых ремонтных работ вне зависимости от фактического технического состояния того или иного агрегата в составе секции МВПС. В то же время скрытый характер зарождения дефектов и развития неисправностей приводит к внеплановым постановкам секций МВПС на ремонт и к дополнительным затратам.
Решением выше обозначенных проблем может служить бортовая система мониторинга технического состояния, оценивающая в реальном времени состояние каждого агрегата и дающая объективную информацию о целесообразности его дальнейшей эксплуатации. Эффективность такой системы заключается в ее непрерывной работе, то есть постановке диагноза с периодом, во много раз меньшим периода развития неисправности до критического (аварийного) состояния, что открывает возможность для постепенного перехода на эксплуатацию по фактическому техническому состоянию с уходом от ресурсоемкой планово-предупредительной системы ремонта.
Оборудование вспомогательных цепей, в том числе и система вспомогательных машин, является одним из наиболее ответственных, обеспечивая нормальное функционирование всех без исключения систем электропоезда.
Необходимость мониторинга состояния этого оборудования в реальном времени обусловлена более тяжелыми, по отношению к машинам общепромышленного применения, условиями эксплуатации: колебание напряжения контактной сети, значительные перепады температур, повышенная влажность, а так же вибрация. Все эти факторы в конечном итоге могут привести к преждевременному выходу из строя машины и внеплановому ремонту.
Литература
Сизов С.В., Аристов В.П. (ОАО «РЖД»), Костюков В.Н. (ОмГУПС), Костюков Ал.В. (НПЦ «Динамика»). Безопасная ресурсосберегающая эксплуатация МВПС на основе мониторинга в реальном времени. М: Наука и транспорт, 2008. С 8-13.
Федюков Ю.А. Режимы работы и диагностика вспомогательных машин электровозов переменного тока. // Локомотив №7 - 2011 г.
Технический анализ порч, неисправностей и непланового ремонта электропоездов за 2008 год. Управление пригородных пассажирских перевозок Департамента пассажирских сообщений ОАО «РЖД», М.: 2009 г.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Основы диагностики и мониторинга машин: учеб. пособие. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. – 360 с. :ил.
Завидей В.И., Крупенин Н.В. и др. Новые аспекты технологии проведения диагностики вращающихся электрических машин в тепловом и ультрафиолетовом диапазонах излучения. // Энергетика Татарстана. 2008, №4, с.45-48.
Цурпаль А.Е. Выбор параметров для диагностирования оборудования вспомогательных цепей электропоездов // Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов: матер. Всероссийской науч.-техн. конф. с междунар. участием. - Омск: ОмГУПС, 2012. - С. 143-149
При диагностировании электропневматической системы реализуется принцип посекционного диагностирования с максимальным вовлечением в процесс штатного оборудования электросекции: компрессора, трансформатора управления, аппаратов цепей управления и органов ручного управления, что обеспечивает автономность от внешних источников воздухоснабжения и высокую автоматизацию процесса диагностирования.
В процессе диагностирования электропневматической системы секции электропоезда комплекс КОМПАКС®-ЭКСПРЕСС-ТР3 осуществляет автоматическое управление процессом испытаний, включающее: питание и управление электрическими цепями и пневматической системой секции электропоезда; управление газодинамическими процессами в пневматической тормозной сети, имитирующими различные режимы работы оборудования; подачу контрольных сигналов в силовые и вспомогательные электрические цепи.
Комплекс определяет количественные характеристики физических величин, используемых в качестве информативных диагностических признаков: напряжение, ток, активное сопротивление, давление, временные интервалы, количество и продолжительность следования импульсов и отображает их на экране монитора в виде специального табло. Встроенная автоматическая экспертная система в соответствии с заложенными правилами, формирует на экране целеуказующие предписания персоналу по дальнейшим действиям в виде текстовых (экспертных) сообщений и обеспечивает качественное отображение диагностических признаков на основе светофорных пиктограмм, соответствующих по цвету степени опасности состояния оборудования.
Литература
Гапанович В.А., Розенберг И.Н. Основные направления развития интеллектуального железнодорожного транспорта // Железнодорожный транспорт. М.: 2011. №4 С. 5-11.
Сизов С.В., Аристов В.П., Костюков В.Н., Костюков А.В. Непрерывный мониторинг состояния моторвагонного подвижного состава // Железнодорожный транспорт. 2008. №6. С. 41-42.
Технический анализ браков, непланового ремонта, повреждения оборудования MBПС, пожарной безопасности и вандализма в электропоездах за 2005 г. МЖД Центральная дирекция по обслуживанию пассажиров в пригородном сообщении, М.: 2006 г.
Патент РФ №2453855 С1, МПК G01R 27/16. Способ диагностики электрических цепей с переменной структурой. Костюков В.Н., Костюков А.В., Казарин Д.В. Заявл. 15.03.2011. Опубл. 20.06.2012 Бюл. №17.
Патент РФ №2457966 С1, МПК В60Т 17/22, G01M 17/08. Способ диагностики технического состояния автотормозной системы электросекции моторвагонного подвижного состава. Костюков В.Н., Костюков А.В., Щелканов А.В. Заявл. 10.05.2011. Опубл. 10.08.2012 Бюл. №22.
Для отнесения любого объекта к одному из видов технических состояний необходимо знать границы различия этих состояний, при этом в качестве инструмента различия целесообразно использовать отклонения диагностических признаков от эталонов.
В зависимости от величины отклонения вектора диагностических признаков, определяемого отклонениями входящих в него компонент, традиционно различают следующие основные виды состояний: норма, требует принятия мер, недопустимо. Имея в распоряжении большие объемы экспериментальных данных, полученных на реальных объектах, находящихся в различных технических состояниях, при определении границ могут применяться методы статистического анализа.
Для нормирования диагностических признаков по экспериментальным данным разработана и апробирована методика, описанная в статье.
Представленные в статье примеры определения границ различия состояний хорошо согласуются с данными нормативно-технической документации и подтверждают достигаемую, благодаря имеющимся метрологическим характеристикам и реализованным способам диагностики, высокую различающую способность и достоверность выявления неисправностей в различных группах оборудования электропоездов, в частности, в электрических цепях управления, силовых и вспомогательных цепях.
Значения границ различия состояний, определенные по представленной методике, обеспечивают малую ошибку диагностирования, не превышающую 3% для ошибки первого и 2% для ошибки второго рода с доверительной вероятностью 0.95, что подтверждается результатами эксплуатации систем КОМПАКС®-ЭКСПРЕСС-ТР3, активно используемых в технологических циклах обслуживания и ремонта пригородного подвижного состава в ряде моторвагонных депо ОАО «Российские железные дороги».
Литература
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства / В.Н. Костюков. - М.: Машиностроение, 2002. - 224 с.
ГОСТ Р 53564-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Требования к системам мониторинга. - М.: Стандартанформ, 2010. - 20 с.
Пат. 2453855 Российская Федерация, МПК G01R 27/56. Способ диагностики электрических цепей с переменной структурой. / Костюков В.Н., Костюков А.В., Казарин Д.В. №2011109704/28 заявл. 15.03.2011; опубл. 20.06.2012.
Казарин Д.В., Костюков А.В. Выбор диагностических признаков электрических цепей электропоездов // Наука, образование, бизнес: Материалы Всероссийской научно-практической конференции ученых, преподавателей, аспирантов, студентов, специалистов промышленности и связи, посвященной Дню радио. - Омск: Полиграфический центр КАН, 2009, С. 189-194.
Костюков B.Н, Костюков А.В., Казарин Д.В. Комплексное диагностирование электропоездов в условиях депо. Евразия Вести. 2012. №9. С. 30.
Костюков В.Н., Костюков А.В. Оценка погрешностей сборки машин виброакустическим методом. Сборка в машиностроении, приборостроении. 2010. №1. С.22-28.
Костюков В.Н., Костюков А.В., Казарин Д.В. Методика нормирования диагностических признаков электрических цепей электропоездов // Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов: матер. Всероссийской науч.-техн. конф. с междунар. участием. - Омск: ОмГУПС, 2012. - С. 110-116
Подшипниковые узлы, применяемые на подвижном составе, являются ответственными элементами, от технического состояния которых непосредственно зависит надежность подвижного состава и безопасность движения.
Одним из основных требований, предъявляемых к колесно-моторным блокам, является обеспечение заданного ресурса работы. Подшипниковые узлы в значительной степени являются элементами, лимитирующими ресурс электропоезда в целом, и зависят от вибрационного состояния, качества изготовления, ремонта и сборки.
Учитывая повышающуюся интенсивность движения и изношенность парка электропоездов, необходимо использование всех видов статического и динамического мониторинга технического состояния подшипниковых узлов колесно-моторных блоков электропоездов.
Для адекватной оценки технического состояния подшипниковых узлов колесно-моторных блоков требуется знать влияние различных факторов на уровень вибрации.
Целью данной работы является определение зависимости вибропараметров подшипников качения от величины дефекта и частоты вращения вала, для их диагностирования.
Литература
Технический анализ порч, неисправностей и непланового ремонта электропоездов за 2008 г. ОАО «РЖД». - М.: Управление пригородных пассажирских перевозок, 2009.
Костюков, В.Н. Мониторинг безопасности производства / В.Н. Костюков. - М.: Машиностроение, 2002. - 224 с.
Костюков, В.Н. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин: учеб. пособие / В.Н. Костюков, А.П. Науменко. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. - 360 с.
Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 277 с.
Спришевский А.И. Подшипники качения. М.: «Машиностроение», 1968. - 632с.
Костюков В.Н., Зайцев А.В., Басакин В.В. Исследование вибрации подшипниковых узлов подвижного состава при изменении частоты вращения // Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов: матер. Всероссийской науч.-техн. конф. с междунар. участием. - Омск: ОмГУПС, 2012. - С. 92-97
Принятая система обслуживания и ремонта, изначально опиравшаяся на наличие достаточных ресурсов квалифицированной рабочей силы и значительный запас надежности техники, в начале XX века стала малоэффективной для решения перспективных задач. Многочисленные ручные средства контроля и диагностики, имевшиеся к тому времени в технологическом арсенале депо, в силу низкой достоверности получаемых с их помощью результатов, обусловленных реализацией неэффективных способов поэлементного контроля, низкой автоматизацией процесса постановки диагноза и отсутствием единой нормативной базы контролируемых параметров, не обеспечивали возможности осуществления контроля состояния оборудования в необходимом объеме и качестве. В результате темпы износа парка электропоездов резко возросли.
Кардинальное изменение сложившейся ситуации стало представляться возможным лишь на основе автоматических систем диагностирования различных групп оборудования подвижного состава в комплексе.
Накопленный научно-производственным центром «Динамика» опыт в области мониторинга и диагностики технического состояния оборудования опасных производственных объектов различных отраслей промышленности и железнодорожного транспорта позволил сформулировать требования и создать уникальный аппаратно-программный комплекс - систему КОМПАКС®-ЭКСПРЕСС-ТР3.
Система комплексной диагностики секций электропоездов является инновационной разработкой и предназначена для проведения всесторонней, комплексной оценки технического состояния основных подсистем электропоезда, функционирующих во взаимодействии, на этапах предремонтного и послеремонтного контроля. К числу выбранных подсистем относятся цепи управления и электро-пневматического тормоза, силовые цепи, цепи отопления и вспомогательных машин, включая их электрическую изоляцию, пневматическая система, колесно-моторные блоки и токоприемники. Как показывает статистика, именно данные подсистемы и входящее в них оборудование являются подверженными влиянию «человеческого фактора» при ремонте и наиболее повреждаемыми в процессе эксплуатации. На их долю приходится приблизительно 85% всех повреждений и не менее 80% всех затрат на обслуживание и ремонт.
В системе реализуется эффективный принцип посекционного диагностирования с максимальным вовлечением в процесс испытаний штатного оборудования, что обеспечивает автономность и автоматизацию процесса постановки диагноза.
В процессе испытаний, выполняемых по принципу автоматической имитации различных режимов работы оборудования секции электропоезда, система определяет количественные характеристики параметров и процессов, используемых в качестве информативных диагностических признаков: вибрация, спектры сигналов, напряжение, ток, сопротивление, давление, усилие, временные интервалы, количество импульсов, и отображает их на экране монитора. Встроенная автоматическая экспертная система в соответствии с заложенными правилами формирует на экране целеуказующие предписания персоналу по дальнейшим действиям в виде текстовых (экспертных) сообщений и обеспечивает качественное отображение диагностических признаков на основе светофорных пиктограмм, цвет которых соответствует степени опасности состояния оборудования.
Благодаря применению представленной инновационной разработки впервые стало возможно в депо:
достоверно и оперативно выявлять отказы и скрытые дефекты в оборудовании, снижающие к.п.д., ведущие к повышению расхода электроэнергии электропоездом в целом;
выявлять элементы и аппараты, ухудшающие условия работы электрических машин и высоковольтной коммутационной аппаратуры;
максимально полно использовать ресурс узлов и аппаратов при сохранении их ремонтопригодности, чем снизить потребность в необоснованных ремонтах;
обеспечить целенаправленную работу ремонтного персонала на устранение имеющихся дефектов и ликвидацию их фундаментальных причин;
снизить трудоемкость операций контроля и наладки электропоездов;
практически полностью исключить отказы в работе и неплановые ремонты, ввиду сокращения их главной причины - неудовлетворительного качества ремонтов в депо.
Внедрение систем инновационной технологии комплексного диагностирования технического состояния оборудования секций электропоездов в подобном объеме осуществлено впервые в России и превосходит передовой мировой уровень, что обеспечивает высокий экономический и социальный эффект, является мощным инструментом повышения безопасности и бесперебойности работы железнодорожного транспортного конвейера, создает предпосылки для ускоренной реконструкции системы ремонта на безопасной ресурсосберегающей основе.
Костюков В.Н., Костюков А.В., Казарин Д.В. Комплексное диагностирование электропоездов в условиях депо // Евразия Вести. - 2012. - Сент. - С.30