Trong phạm vi nội dung bài viết tác giả xây dựng phương pháp thiết lập thời gian của chu kỳ bảo trì phù hợp cho xéc măng động cơ diesel máy xuồng tàu Hải quân HQ888 khi khai thác tại vùng biển Việt Nam.
CHÀO MỪNG KỶ NIỆM NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THỜI GIAN CỦA CHU KỲ BẢO TRÌ XÉC MĂNG PHÙ HỢP CHO ĐỘNG CƠ DIESEL- IVECO N40 ENT M25 TRANG BỊ TRÊN TÀU HẢI QUÂN HQ888 Ở ĐIỀU KIỆN KHAI THÁC CỦA VIỆT NAM RESEARCH ON DEFINING REPLACEMENT PERIOD OF PISTON RINGS OF DIESEL ENGINE- IVECO N40 ENT M25 ON HQ888 NAVY SHIP AT VIETNAM'S CLIMATE ENVIRONMENT TRƯƠNG VĂN ĐẠO Khoa Máy Tàu biển, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam Email liên hệ: truongvandao@vimaru.edu.vn Tóm tắt Hiện đóng số tàu biển đại phục vụ cho Quân chủng Hải quân Tuy nhiên, nhiều trang thiết bị lắp đặt tàu phải nhập ngoại, quy trình khai thác bảo trì trang thiết bị hệ động lực nhiều bất cập chưa phù hợp với điều kiện khai thác vùng biển đảo Việt Nam, dẫn đến việc khai thác tàu hiệu quả, tính động an tồn khơng cao Do vậy, việc nghiên cứu phương pháp, chiến lược bảo trì phù hợp, nhằm đem lại hiệu kinh tế, độ tin cậy cho trang thiết bị tàu Hải quân cần thiết Trong phạm vi nội dung báo tác giả xây dựng phương pháp thiết lập thời gian chu kỳ bảo trì phù hợp cho xéc măng động diesel máy xuồng tàu Hải quân HQ888 khai thác vùng biển Việt Nam Từ khóa: Thời gian chu kỳ bảo trì xéc măng Abstract Currently we have built a number of modern vessels serving the Navy However, many types of equipment installed on the ship still have to be imported, moreover, the process of operating and maintaining equipment systems has many shortcomings that are not suitable with the operating conditions of the Vietnamese island waters As a result, the operation of ships is ineffective, mobility and safety are not high Therefore, it is necessary to study appropriate methods and maintenance strategies to bring economic efficiency and reliability to the navy vessels Within the content of the article, the author builds a method to set up running hours to replace piston rings for HQ888 navy diesel engine when operating in Vietnamese waters Keywords: Running hours for replacing piston rings Đặt vấn đề Động IVECO N40 ENT M25 lắp đặt để lai chân vịt cho xuồng công tác HQ888 Với nhiệm vụ trắc địa vùng thềm lục địa dọc bờ biển Việt Nam, ngày xuồng công tác thường hoạt động liên tục khoảng 10 điều kiện thời tiết khắc nghiệt vùng biển Việt Nam Động máy xuồng phải hoạt động liên tục trạng thái làm việc chuyển tiếp: khởi động, không tải, tải Đây trạng thái xẩy trình mài mòn, ăn mòn mạnh cho chi tiết động dẫn đến cường độ mài mòn chi tiết động tăng cao Mặt khác nước ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, với đặc điểm nóng ẩm kéo dài Nhiệt độ cao kéo dài thường xuyên từ 25-30oC (chiếm 50% số ngày năm) Độ ẩm cao kéo dài = 80-90% (chiếm 50% số ngày năm) Một năm có 199 ngày nhiệt đới (ngày có 12 nhiệt độ khơng khí cao 20oC độ ẩm cao 80%) Đây yếu tố tác động làm tăng việc mài mòn chi tiết động Do vậy, thời gian chu kỳ bảo trì theo nhà chế tạo khơng phù hợp, cần phải thiết lập lại cho phù hợp với điều kiện khai thác Việt Nam Trong ngành Hàng hải, đặc biệt lĩnh vực Hải qn, tính động phải đặt lên hàng đầu, việc sửa chữa cố làm dừng máy ngưng trệ hoạt động tàu dẫn đến tổn thất lớn, chí ảnh hưởng đến an tồn thuyền viên tàu Do đó, mục tiêu bảo trì giữ cho động cơ, thiết bị ln hoạt động ổn định theo kế hoạch, thiết bị sẵn sàng hoạt động để nâng cao tính chiến đấu an toàn cho chuyến hành hải tàu Để đạt mục tiêu này, bảo trì cần phải thực công việc sau: - Xác định độ tin cậy, khả bảo trì tối ưu, yếu tố nên thiết kế vào thiết bị để chu kỳ làm việc lớn nhất; - Thực phân tích dạng tác động khả tới hạn hư hỏng để xác định Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 60 - 11/2019 15 CHÀO MỪNG KỶ NIỆM NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11 phận cần tập trung để xác định chu kỳ bảo dưỡng phù hợp; - Xây dựng hệ thống báo cáo hư hỏng bảo trì để thu thập cách khoa học liệu độ tin cậy khả bảo trì cần thiết; - Xác định phân phối thời gian chu kỳ bảo trì phòng ngừa, giá trị trung bình thời gian thay đổi chúng; - Định lượng khả sẵn sàng thiết bị cực đại hoá thời gian thiết bị vận hành ổn định, giảm chi phí cho hoạt động khai thác, vận hành Cơ sở lý thuyết thiết lập thời gian chu kỳ bảo trì chi tiết máy Trạng thái kỹ thuật động trình khai thác hao mòn nên bị thay đổi: công suất động giảm, suất tiêu hao nhiên liệu dầu bôi trơn tăng lên, mức ồn độ rung động tăng Thông thường hao mòn chi tiết động mang đặc tính quy luật Cần hiểu biết quy luật để tổ chức khai thác, bảo dưỡng phù hợp để nâng cao tuổi thọ động Sự hao mòn q trình thay đổi kích thước, độ kín, trọng lượng tính chất vật liệu chi tiết, dẫn đến tình trạng kỹ thuật động Dựa vào nguyên nhân phát sinh, ta phân chia hao mòn thành: mòn học, mòn ăn mòn mòn xâm thực Trong ngun nhân mài mòn chi tiết máy chủ yếu Các chi tiết mối ghép động cơ, cấu chuyển động xuất lực ma sát gây nên mài mòn Kết sau thời gian hoạt động, kích thước chi tiết thay đổi tăng khe hở lắp ghép Mục tiêu để giảm độ mài mòn chi tiết động vấn đề quan trọng, để tăng tuổi thọ chi tiết giảm chi phí sửa chữa Do vậy, chất lượng bề mặt ma sát yếu tố nâng cao tính chống mài mòn chi tiết Q trình nghiên cứu làm việc cặp chi tiết máy ma sát khác xác lập đặc tính mài mòn chi tiết theo thời gian thể Hình [1] Trên đồ thị trình mài mòn thể theo giai đoạn: Trên đồ thị giai đoạn (I) - đoạn AB thời gian tương ứng np, đặc trưng tốc độ mài mòn nhanh, giai đoạn gọi giai đoạn chạy rà Ở giai đoạn này, đặc điểm bề mặt ma sát vật liệu chi tiết gia cơng thơ mấp mơ nhỏ, bề mặt chi tiết chuyển động tương làm cho tốc độ mài mòn nhanh Giai đoạn kết thúc tốc độ mài mòn giảm ổn định, khe hở cặp chi tiết hình thành Sbd gọi khe hở ban đầu giai đọan làm việc ổn định Tiếp theo giai đoạn làm việc an toàn cặp chi tiết (II) - đoạn BC Trong giai đoạn ma sát cặp chi tiết giảm bề mặt chi tiết bóng hơn, điều kiện bơi trơn tốt tốc độ mài mòn ổn định tuyến tính theo thời gian Theo thời gian khe hở cặp chi tiết tăng dần đạt đến giá trị Smax khe hở giới hạn cho phép điểm C đồ thị Sau điểm C cường độ mài mòn tăng khe hở chi tiết lắp ghép lớn, điều kiện bôi trơn kém, lớp kim loại chống mài mòn hết đưa tới giai đoạn thứ ba (III) Ở giai đoạn làm việc đôi ma sát hiệu gọi giai đoạn mài mòn tăng tốc, phải tiến hành sửa chữa đôi ma sát cấu để đảm bảo an toàn cho động Do vậy, chu kỳ sửa chữa cần phải thiết lập cho chi tiết khoảng thời gian max từ điểm B điến điểm C đồ thị Hình Đồ thị mài mòn chi tiết theo thời gian 16 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 60 - 11/2019 CHÀO MỪNG KỶ NIỆM NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11 Hình biểu điễn mối quan hệ độ mài mòn thời gian làm việc chi tiết máy, từ đồ thị tính giá trị thời gian làm việc an toàn lớn chi tiết máy max sau: max S max S bd tg [h] (1) Trong đó: Smax - độ mài mòn lớn cho phép (mm); Sbd - độ mài mòn ban đầu cặp chi tiết sau chạy rà (mm); tg ∝ - đại lượng đặc trưng cho cường độ mài mòn Thơng thường giá trị khe hở cho phép lớn Smax cặp chi tiết máy nhà chế tạo cho sẵn hồ sơ thiết kế máy, giá trị Smax phụ thuộc vào kích thước, số vòng quay chủng loại động khác Nếu 0 số hoạt động sau chạy rà S0 độ mòn tương ứng thời gian đó, độ mài mòn thời gian 0 đặc trưng độ tăng khe hở là: i0 = S0 - Sbd (2) Giá trị tg ∝ xác định thực nghiệm tg = i0 S0 S bd 0 0 (3) Từ biểu thức (1) thay giá trị tg ∝ ta tính thời gian làm việc lớn cặp max thời gian chu kỳ bảo dưỡng chi tiết máy Thiết lập thời gian chu kỳ bảo trì xéc măng phù hợp cho động diesel máy tàu Hải quân HQ888 điều kiện khai thác Việt Nam Trên sở lý thuyết mài mòn, đơi ma sát khác trình làm việc bị mài mòn theo quy luật, xây dựng thành đặc tính mài mòn chi tiết theo thời gian Hình Đồ thị phân chia đặc tính thành giai đoạn bản, tất chi tiết coi trải qua giai đoạn chạy rà chuyển sang giai đoạn II giai đoạn khai thác bình thường, theo thời gian giá trị khe hở tăng lên tiến dần đến giai đoạn III Nhiệm vụ người khai thác trì giá trị khe hở nằm giai đoạn II phải biết giá trị khe hở tiệm cận giai đoạn III Từ sở trên, tác giả tách đồ thị mài mòn tính tốn cho cặp ma sát giai đoạn II Hình Số liệu điểm B (kết thúc giai đoạn chạy rà): giá trị lấy (test record) tàu chạy thử giá trị đo lần nhà chế tạo cung cấp nhiên, giá trị khơng phải lúc người khai thác có Vì vậy, để đơn giản cho việc tuyến tính hóa ta cần tịnh tiến trục hồnh (thời gian) lên điểm B coi giá trị đo sau chạy rà giá trị chuẩn chưa bị mài mòn Số liệu điểm C (bắt đầu giai đoạn mài mòn tăng tốc): khe hở giới hạn lớn cho phép Hình Tuyến tính hóa giai đoạn đồ thị mài mòn Số liệu tính toán: giá trị đo thực tế trình sửa chữa bảo dưỡng sau 8500 làm việc động Do động có xilanh phép đo thực nhiều vị trí khác nhau, việc lựa chọn giá trị đại diện dựa nguyên tắc, giá trị có nguy tiến gần đến giá Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 60 - 11/2019 17 CHÀO MỪNG KỶ NIỆM NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11 trị giới hạn cho phép để tăng hệ số an toàn khả làm việc tin cậy cho chi tiết Các số liệu đo thể Bảng Bảng Các thông số kỹ thuật xéc măng động IVECO N40 ENT M25 sau 8500 Cyl N01 Cyl N02 Cyl N03 Cyl N04 Khe hở miệng tiêu chuẩn (mm) 1st ring 0,40 0,39 0,39 0,39 0,28 0,54 20.000 2nd ring 0,86 0,86 0,87 0,85 0,76 0,97 20.000 3rd ring 0,85 0,84 0,86 0,87 0,76 0,97 20.000 Khe hở miệng sau 8500h (mm) Xéc măng Khe hở miệng giới hạn (mm) Thời gian chu kỳ bảo trì theo thiết kế (h) Đo khe hở miệng Căn vào bảng số liệu đo, giá trị chuẩn, giá trị lớn khe hở miệng thời gian chu kỳ bảo trì theo thiết kế ta tuyến tính hóa đồ thị mài mòn cho xéc măng số động ta đồ thị Hình Kết nhận thời gian chu kỳ bảo trì cho xéc măng số 17.600 C Khe hở miệng (mm) Khe hở miệng (mm) 0.40 0.28 B Thời gian (h) 8500 17600 20000 Hình Tuyến tính hóa đồ thị mài mòn cho xéc măng số1 0.97 0.86 0.76 Smax 0.54 Thời gian (h) 8500 17000 20000 Hình Tuyến tính hóa đồ thị mài mòn cho xéc măng số số Căn vào bảng số liệu đo, giá trị chuẩn, giá trị lớn khe hở miệng thời gian chu kỳ bảo trì theo thiết kế ta tuyến tính hóa đồ thị mài mòn cho xéc măng số số ta đồ thị Hình Kết nhận thời gian chu kỳ bảo trì cho xéc măng số số 17.000 Kết thiết lập cho thấy với xéc măng số thời gian chu kỳ bảo trì 17.600 giờ, xéc măng số số 17.000 Vậy để tăng độ tin cậy cho động ta chọn thời gian chu kỳ bảo trì cho xéc măng động 17.000 Kết luận Bằng việc nghiên cứu lý thuyết mài mòn cặp chi tiết máy dựa vào đồ thị mài mòn chúng theo thời gian, tác giả thiết lập thời gian chu kỳ bảo trì phù hợp với điều kiện khai thác Việt Nam, cho xéc măng động diesel IVECO N40 ENT M25 trang bị máy xuồng tàu HQ888 17.000 Trong đó, theo thiết kế nhà chế tạo thời gian chu kỳ bảo trì cho xéc măng 20.000 Với kết làm sở để giúp cho chủ tàu xây dựng kế hoạch bảo trì động hợp lý với điều kiện khai thác vùng biển Việt Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ThS Võ Đình Phi, Th.S Nguyễn Bá Mươi, ThS Nguyễn Xuân Hùng,Tổ chức công nghệ sửa chữa tàu thủy, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam, 2004 [2] Phạm Ngọc Tuấn, Quản lý bảo trì cơng nghiệp, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2004 [3] IVECO MOTOR, Installation Directive-N40-ENT-M25_N60-ENT-M37-40-P3D64N001E, 2006 Ngày nhận bài: 19/9/2019 Ngày nhận sửa: 27/10/2019 Ngày duyệt đăng: 14/11/2019 18 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải Số 60 - 11/2019 ... tính thời gian làm việc lớn cặp max thời gian chu kỳ bảo dưỡng chi tiết máy Thiết lập thời gian chu kỳ bảo trì xéc măng phù hợp cho động diesel máy tàu Hải quân HQ888 điều kiện khai thác Việt Nam. .. Kết thiết lập cho thấy với xéc măng số thời gian chu kỳ bảo trì 17.600 giờ, xéc măng số số 17.000 Vậy để tăng độ tin cậy cho động ta chọn thời gian chu kỳ bảo trì cho xéc măng động 17.000 Kết... việc nghiên cứu lý thuyết mài mòn cặp chi tiết máy dựa vào đồ thị mài mòn chúng theo thời gian, tác giả thiết lập thời gian chu kỳ bảo trì phù hợp với điều kiện khai thác Việt Nam, cho xéc măng động