Совершенствование процесса диагностирования технического состояния судовых дизелей

Цель состоит в исследовании связи между физическими свойствами отработанного масла и износом деталей и узлов двигателя, приводящим к неисправностям, в развитии методики неразрушающего экспресс-анализа судовых смазочных материалов с целью получения информации об изношенности узлов судовых энергетических установок по отработанным маслам. Научная проблема, на решение которой направлен проект: Обеспечение безопасности на морском транспорте и сохранности эксплуатируемой техники. Цель диагностики заключается в установлении начала интенсивных износов и предотвращении возможных аварий. Преимущества диагностики по анализу состояния смазочного материала заключаются в экономии материальных и трудовых ресурсов, уменьшении простоев двигателя из-за неисправностей, увеличении ресурса двигателя, снижении затрат на текущий ремонт, сокращении расхода запасных частей, а также уменьшении расхода топлива и масла. Рыбопромысловый флот является основой материально-технической базы рыбохозяйственного комплекса и составляет более 70% основных производственных фондов отрасли. Основой движения судов, а также судовой энергетики в подавляющем большинстве являются поршневые дизельные двигатели с турбонаддувом. Судовые двигатели - очень сложные технические объекты, имеющие множество важных функциональных систем, которые влияют на текущее техническое состояние судового двигателя, включая расход топлива и отказы, ставящие под угрозу безопасность корабля. Существует прямая связь между надежностью этих двигателей, безопасностью мореплавания и эксплуатационными расходами. Совершенствование методов диагностики может способствовать улучшению и росту надежности судовых двигателей, технического обслуживания, экономичности эксплуатации, а также оказывать влияние на безопасную эксплуатацию судов. Масло судовых дизельных двигателей можно использовать как среду для диагностики неисправностей узлов, так как оно содержит частицы, образующиеся в результате износа. Знание материалов конструкции механизмов по результатам анализа отработанного масла позволяет идентифицировать узел, требующий ремонта или замены. Изменения свойств масла и его состава с течением времени работы дизеля дают возможность обнаруживать его неисправности. Метод не предполагает доставку судна к месту ремонта и разборку двигателя для визуального определения дефектов. Об износе деталей двигателя показывает наличие в отработанном масле частиц из соответствующих материалов. Среди большого числа методов исследования отработанного моторного масла с целью обнаружения неисправностей двигателя, актуальным является поиск новых эффективных методик. Развитие новых методов диагностики судовых двигателей является основой для создания способа обнаружения дефектов на ранней стадии их формирования, тем самым будет улучшена оперативность предотвращения сбоев в работе и обеспечена безопасность мореплавания. Основная задача, на решение которой направлен проект: разработка новых методов диагностики неисправностей судовых двигателей с помощью современных оптических, диэлектрических и радиоспектроскопических методов анализа отработанного моторного масла. Частные задачи, которые предполагается решить: - Исследование релаксационных явлений в отработанных маслах с помощью импедансной диэлектрической спектроскопии; - Исследование диспергирования и агрегации частиц продуктов износа, попадающих в моторное масло, и их разрушающего влияния на узлы двигателя; - Спектрофотометрия отработанных масел в магнитном поле в качестве метода обнаружения ферромагнитных частиц, определение искусственной оптической анизотропии; - Релаксация наночастиц железа при включении-выключении постоянного магнитного поля, регистрируемая по изменению оптической плотности отработанного масла; - Исследование времен релаксации ЯМР во вращающейся системе координат, поверхностного натяжения и рефракции моторного масла в зависимости от времени наработки. Ожидаемые результаты: Научно-обоснованные данные корреляции между физическими свойствами отработанного масла и износом деталей и узлов двигателя, приводящим к неисправностям. Предполагается получить результаты исследования методом диэлектрической спектроскопии отработанных масел как разбавленных магнитных жидкостей. Изменение времен ядерной релаксации протонов углеводородов, находящихся вблизи частиц износа. Установление искусственной оптической анизотропии отработанных моторных масел, как коллоидных растворов магнитных частиц. Влияние концентрации частиц износа на эффект двойного лучепреломления в магнитном поле. Регистрация нерастворимых в масле веществ, вызывающих износ деталей, засоряющих масляные каналы и фильтры, увеличивающих температурный режим работы деталей цилиндропоршневой группы и снижающих тем самым надежность и долговечность двигателя. Практическая значимость работ заключается в разработке новых методик неразрушающего экспресс-анализа судовых смазочных материалов, что может послужить основой для создания соответствующих компактных контрольно-измерительных приборов для диагностики двигателей и получения информации об изношенности узлов судовых энергетических установок по отработанным маслам. По сравнению с другими методами диагностических прогнозов неисправности судовых двигательных установок анализ отработанного масла имеет ряд существенных преимуществ. Метод имеет небольшую трудоемкость, не требует вывода оборудования из работы, диагностика выполняется без разборки и визуального осмотра. При диагностировании состояния отработанного масла выявляется и определяется степень изношенности конкретных узлов, требующих ремонта или замены. Полученные результаты позволят получать важную информацию о состоянии и неисправностях деталей и механизмов двигателя по содержанию частиц износа в отработанном масле.