Применение систем мониторинга крутильных колебаний для повышения надежности судовых машинно-движительных комплексов

Крутильные колебания, несмотря на все применяемые проектные и технические решения, остаются одной из причин опасных аварий судовых машинно-движительных комплексов. Применение демпферов позволяет снизить риск развития крутильных колебаний, но сами демпферы должны периодически подвергаться процедуре оценки технического состояния для проверки эффективности их работы и отсутствия повреждений. Подобные процедуры проводятся через каждые 10000 — 15000 ч и в межинспекционный период остается опасность возникновения аварии в случае отказа демпфера. В исследовании предлагается производить постоянный (или с короткими перерывами) мониторинг крутильных колебаний и перейти к оценке технического состояния демпферов по факту, а не по регламенту. Цель исследования состоит в повышении безопасности мореплавания и снижения рисков возникновения усталостных разрушений элементов МДК из-за развития опасных крутильных колебаний путем внедрения систем мониторинга. Исследование имеет практическое приложение и направлено (в конечном итоге) на сравнительный анализ данных, полученных путем кратковременных измерений крутильных колебаний при помощи традиционных систем и длительных измерений при помощи разработанного авторами экспериментального образца системы мониторинга крутильных колебаний. В качестве объектов для исследований были выбраны: лабораторный стенд испытательного центра "MTS" ФГБОУ ВО «АГТУ», морской бункеровщик проекта "Turcas" и морской буксир проекта "Damen ASD Tug 3110". Результаты исследования показали, что мониторинг крутильных колебаний позволяет говорить о получении более полной информации по развитию крутильных колебаний на нерезонансных частотах, на переходных режимах пуска и остановки ГД, по сравнению с информацией, полученной при традиционной процедуре торсиографирования. Внедрение систем мониторинга крутильных колебаний, следовательно, позволит повысить безопасность мореплавания и снизить риски возникновения аварий с машинно-движительными комплексами.

1. Ефремов Л.В. Теория и практика исследований крутильных колебаний силовых установок с применением компьютерных технологий. — СПб.: Наука, 2007. — 276 с.

2. Викулов С.В. Диагностика коленчатого вала судового дизеля по параметрам крутильных колебаний // Ползуновский вестник №№ 4/3, 2013, с. 146 — 150.

3. Нгуен Динь Тыонг. Учет случайных факторов при расчете крутильных колебаний валопроводов судовых дизельных установок методом главных координат. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. — СПб, 2004. — 24 с.

4. Feese T, Hill C. Guidelines for Preventing Torsional Vibration Problems in Reciprocating Machinery. Engineering Dynamics Incorporated, 2002. — 48 p.

5. Dereszewski M. Test stand for monitoring of torsional vibration of engine's crankshaft by instantaneous angular speed measurement // Zeszyty naukowe akademii morskiej w gdyni, nr. 96, grudzień 2016, pp. 15 — 23.

6. Astech Electronics Limited. Operating instructions, 2001. — 20 p.

7. Покусаев М.Н., Сибряев К.О., Горбачев М.М. Результаты разработки и испытания прототипа системы мониторинга крутильных колебаний судовых валопроводов в рамках реализации научного гранта «СТАРТ-1» // В сборнике: 66-я Международная научная конференция Астраханского государственного технического университета. Материалы конференции. Астрахань, 2022, c. 466 — 468.

8. Revised Guidelines for Formal Safety Assessment (FSA) for use in the IMO rule-making process. MSC MEPC.2/Circ.12/Rev.2. IMO, 2018. — 71 p.

9. Правила классификации и постройки морских судов. Часть VII. Механические установки. Российский морской регистр судоходства. СПб, 2023. — 115 с. (электронное издание).

10. Приложения к руководству по техническому наблюдению за судами в эксплуатации. Российский морской регистр судоходства. СПб, 2020. — 409 с. (электронное издание).

11. Лебедев О.Б. Динамика вибрационных взаимодействий элементов эксплуатируемой судовой энергетической установки. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новосибирск, 2022. — 185 с.

12. Глушков С.П., Глушков С.С., Кочергин В.И., Лебедев Б.О. Анализ динамических характеристик крутильно-колебательных систем судовых энергетических установок // Морские интеллектуальные технологии, 2 (40) т. 2, 2018, — с. 59 — 66.

13. Глушков С.П., Жидких В.О. Выбор Вейвлет-образующей функции для анализа динамических характеристик сигнала двигателя внутреннего сгорания // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2017. № 1 (40), с. 51 — 56.

14. Викулов С.В. Методы построения алгоритмов диагностирования элементов судовых дизелей на основе системного подхода. Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук. Новосибирск. 2013. — 312 с