ОЦІНКА ВПЛИВУ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ НАВАНТАЖЕНЬ НА ЗНОС ДЕТАЛЕЙ СУДНОВОГО НАСОСНОГО ОБЛАДНАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2025.3.1.36Ключові слова:
вібраційні навантаження, кавітація, знос вузлів, технічна діагностика, ресурс обладнання, насосні системи, морське середовищеАнотація
Інтенсивне зношування суднового насосного обладнання в умовах морського середовища, зумовлене дією вібраційних, гідродинамічних, термічних та інерційних навантажень у поєднанні з обмеженим доступом до обслуговування під час рейсів, створює значні ризики для функціональної надійності допоміжних систем, що зумовлює високу актуальність дослідження закономірностей деградації деталей і розроблення ефективних технічних рішень для забезпечення довговічної експлуатації суднових установок. Метою дослідження є комплексна оцінка основних експлуатаційних навантажень, що діють на вузли насосного обладнання суден, виявлення факторів, які пришвидшують знос, та обґрунтування шляхів підвищення ресурсу і надійності насосних систем. У роботі застосовано методи структурного аналізу конструктивних вузлів насосів, спектральний аналіз вібрацій, критичне узагальнення даних вібро-, теплових і гідродинамічних навантажень, а також ризик-орієнтовані підходи до оцінки зносу. Здійснено порівняння впливу різних експлуатаційних режимів на характер деградації деталей. У результаті виконання дослідження систематизовано основні групи навантажень, які критично впливають на довговічність насосного обладнання. Показано, що інтенсивність зносу найбільше зростає під впливом вібраційного розбалансу, кавітації та високих локальних температур. Встановлено ключові точки прискореного зношування – підшипники, ущільнення, лопаті, вали. Обґрунтовано доцільність впровадження систем вібродіагностики, аналізу мастильного середовища, частотного керування приводами та вдосконалення конструкцій деталей. Сформульовано практичні рекомендації щодо впровадження систем віброконтролю, моніторингу стану мастила та використання принципів FMEA-аналізу для обґрунтування переходу до стан-орієнтованої стратегії технічного обслуговування насосного обладнання. Наукова новизна полягає у системному підході до типологізації експлуатаційних навантажень та визначенні їхньої ролі у формуванні зношування на мікрорівні. Практична цінність полягає у формуванні прикладних рекомендацій для підвищення технічного ресурсу насосів без конструктивного втручання, що може бути впроваджено на існуючому флоті.
Посилання
Свиридов В., Андреєв А., Андрєєв А. Аналіз впливу граничних рівнів вібрації на залишковий ресурс суднових машин і механізмів. Розвиток транспорту. 2023. № 4 (19). С. 125–139. URL: https://doi.org/10.33082/td.2023.4-19.10 (дата звернення: 15.06.2025).
Сорока В., Мельник О., Довгаль І. Математична модель оцінювання змащувальної здатності суднових дистилятних палив. Водний транспорт. 2023. № 2 (36). С. 120–134. URL: https://doi.org/10.33298/2226-8553.2023.2.36.10 (дата звернення: 15.06.2025).
Yang K., Zhang T. Lubrication analysis of stern bearing during ship severe turning maneuver. Wear. 2023. Vol. 523. Article 204734. URL: https://doi.org/10.1016/j.wear.2023.204734 (дата звернення: 15.06.2025).
Мельник О., Сорока В. Вібродіагностика головної енергетичної установки суден: вдосконалення та інтеграція методів. Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки. 2023. № 47. С. 349–359. URL: https://doi.org/10.31498/2225-6733.47.2023.300121 (дата звернення: 15.06.2025).
Review of noise and vibration reduction technologies in marine machinery: Operational insights and engineering experience / M. Park et al. Applied Ocean Research. 2024. Vol. 152. Article 104195. URL: https://doi.org/10.1016/j.apor.2024.104195 (дата звернення: 15.06.2025).
Cao W., Wang H., Tang J. Study on wear characteristics of a guide vane centrifugal pump based on CFD–DEM. Journal of Marine Science and Engineering. 2024. Vol. 12. No. 4. Article 593. URL: https://doi.org/10.3390/jmse12040593 (дата звернення: 15.06.2025).
Structural improvement, material selection and surface treatment for improved tribological performance of friction pairs in axial piston pumps: A review / H. Wang et al. Tribology International. 2024. Vol. 198. Article 109838. URL: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2024.109838 (дата звернення: 15.06.2025).
Сагін С., Бондар С., Столярик Т. Оцінка безвідмовності суднових дизелів за технічним станом моторного мастила циркуляційних систем мащення. Водний транспорт. 2023. № 1 (37). С. 59–70. URL: http://doi.org/10.33298/2226-8553.2023.1.37.06 (дата звернення: 15.06.2025).
Чимшир В. Сучасні підходи до високоефективного використання засобів транспорту: колективна монографія. Ізмаїл: Дунайський інститут Національного університету «Одеська морська академія». 2020. 472 с. URL: https://dinuoma.com.ua/wp-content/uploads/2021/04/monografia2020.pdf (дата звернення: 15.06.2025).
Кононенко А., Слабко В. Реалізація неперервної освіти в процесі формування професійної компетентності майбутніх суднових механіків. Науковий часопис. Серія 5. Педагогічні науки: реалії та перспективи. 2024. № 101. С. 20–25. URL: https://doi.org/10.31392/UDU-nc.series5.2024.101.04 (дата звернення: 15.06.2025).
Risk assessment of sea chest fouling on the ship machinery systems by using both FMEA method and ERS process / B. Ceylan et al. Australian Journal of Maritime & Ocean Affairs. 2023. Vol. 15. No. 4. P. 414–433. URL: https://doi.org/10.1080/18366503.2022.2104494 (дата звернення: 15.06.2025).
Operability analysis and line failure risk assessment for a tanker moored at berth / W. Shen et al. Ocean Engineering. 2024. Vol. 300. Article 117439. URL: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2024.117439 (дата звернення: 15.06.2025).
Gharib H., Kovacs G. Reliability analysis of marine diesel engines vs. industrial diesel engines: a comparative approach. Acta Logistica. 2024. Vol. 11. No. 2. P. 325–337. URL: https://doi.org/10.22306/al.v11i2.516 (дата звернення: 15.06.2025).
Kocak G., Gokcek V., Genc Y. Condition monitoring and fault diagnosis of a marine diesel engine with machine learning techniques. Pomorstvo. 2023. Vol. 37. No. 1. P. 32–46. URL: https://doi.org/10.31217/p.37.1.4 (дата звернення: 15.06.2025).
İnal Ö., Koçak G. A case study on the variable frequency drive for ship engine room ventilation. Marine Science and Technology Bulletin. 2023. Vol. 12. No. 3. P. 252–258. URL: https://doi.org/10.33714/masteb.1299692 (дата звернення: 15.06.2025).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.






