Совершенствование методов оценки и восстановления ресурса вагонов-цистерн с котлами из алюминиевых сплавов

• Автор: Битюцкий, Никита Александрович
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Введение
1 Обзор и анализ исследований в области оценки и восстановления ресурса вагоновцистерн с котлами из алюминиевых сплавов.
1.1 Анализ современного состояния парка и классификация эксплуатационных повреждений вагоновцистерн для перевозки химических грузов.
1.2 Обзор и анализ исследований в области методов оценки и восстановления ресурса вагоновцистерн.

1.3 Формулировка задач и выбор методов их решений.

2 Разработка методики оценки ресурса вагоновцистерн с котлами из алюминиевых сплавов.
2.1 Формирование конструктивной блоксхемы вагонацистерны для перевозки химических грузов.
2.2 Разработка алгоритма и методики оценки и восстановления ресурса вагоновцистерн с котлами из алюминиевых сплавов

2.3 Методика определения вида и объема необходимого ремонта .

2.4 Исследование изменений механических и химических свойств материала

котла в процессе эксплуатации.

2.5. Методика обоснования допускаемых дефектов и браковочных критериев в котлах из алюминиевых сплавов.
2.6 Методика расчетной оценки ресурса вагоновцистерн с учетом накопленных повреждений за весь срок эксплуатации.
2.7 Выводы и рекомендации
3 Исследования по определению ресурса вагоновцистерн.
3.1 Определение ресурса и формирование проекта необходимого ремонта вагоновцистерн
3.2 Обоснование комплекса ремонтных мероприятий, направленных на восстановление ресурса вагонацистерны, и оценка ресурса вагонацистерны с учетом его выполнения
3.3 Выводы и рекомендации
4 Экспериментальное исследование прочности конструкции вагонацистерны модели .
4.1 Методика экспериментальных исследований вагонацистерны
4.2 Анализ результатов испытаний вагонацистерны и оценка достоверности расчетных исследований.
4.3 Выводы и рекомендации
5 Результаты внедрения и оценка экономической эффективности результатов
исследования.
6. Заключение
Перечень использованных источников.
Приложение А Формы протоколов неразрушающего контроля
Приложение Б Результаты исследования механических и химических свойств
материала котла вагонацистерны
Приложение В Протокол дефектоскопии котла с обобщенным перечнем
дефектов и повреждений по результатам неразрушающего контроля
Приложение Г Результаты определения вида и объема необходимого ремонта
котла вагонацистерны
Приложение Д Результаты оценки сходимости экспериментальных и
расчетных исследований.
Приложение Е Акты внедрения научных и практических результатов диссертационной работы.
Введение
Актуальность


Анализ данных о текущем состоянии специализированного грузового парка вагонов собственности ОАО МХК Еврохим показал, что из общего количества вагонов срок службы истек более чем у Рисунок 2. Распространяя динамику окончания срока использования на весь парк вагоновцистерн модели отчетливо видно, что приостановка эксплуатации вагонов к концу г. Анализ представленной информации позволяет сделать вывод, что к концу г. Срока службы истечет до г. Срок службы истечет после г. Рисунок 2 Возрастная струк тура парка вагоновцистерн. Аналогичная ситуация нехватки вагонов для транспортировки химических грузов прослеживается на других крупных предприятиях химической отрасли. Рисунок 3 Суммарный баланс парка собственных вагоновцистерн для перевозки агрессивных грузов на период с по гг. Одним из наиболее перспективных направлений удовлетворения потребностей рынка транспортных перевозок является восстановление ресурса собственного парка специализированных вагоновцистерн путем проведения ремонтных мероприятий с продлением срока службы , , , , . Существующий в настоящее время дефицит вагоновцистерн с котлами из алюминиевых сплавов, в основном, связан с тем, что большинство вагонов израсходовали назначенный срок службы. Дальнейшая эксплуатация таких вагонов не возможна без проведения комплекса работ по оценке их ресурса и продления срока безопасной эксплуатации. Наиболее трудоемким и важным этапом этих работ является диагностирование технического состояния, при котором проводят оценку накопленных повреждений и коррозионного воздействие перевозимого груза на элементы вагона. Вагонцистерна представляет собой сложнейший технический объект, который эксплуатируется в самых различных, зачастую весьма жестких условиях. При этом учесть все нюансы условий эксплуатации на стадии проектирования не представляется возможным. В связи с этим существенная часть вагонов рабочего парка имеет повреждения, в некоторых случаях приводящие к отказам. Одним из наиболее опасных повреждений является повреждение несущей конструкции цистерны, которое имеет разнообразные причины возникновения и места локализации 7, . Работами, посвященными оценке технического состояния с целью определения возможности дальнейшей эксплуатации вагоновцистерн модели , занимались ученые АООТ ВНИИнефтемашь, ФГУПС НВЦ Вагоны, ООО НЦТД, ЗАО ИЦ ОВС и других научных и исследовательских организаций. В этих работах были выявлены повреждения конструкции вагонов, проведена оценка качества сварных соединений и основного металла, проведены металлографические исследования, а также проведен анализ физикохимического состояние металла котла вагонацистерны после более лет эксплуатации. Учитывая тот факт, что в рассматриваемых работах при проведении оценки технического состояния было обследовано недостаточное количество вагоновцистерн и не в полной мере проведена оценка интенсивности их эксплуатации, адекватно оценить статистическую информацию о повреждаемости вагонов не представляется возможным. Для решения этих вопросов и получения информации о полном спектре повреждений было обследовано более вагоновцистерн модели с истекшим назначенным сроком эксплуатации находящихся в собственности частного и инвентарного парков. На первом этапе при проведении визуального и измерительного контроля определялись неисправности, повреждения, дефекты и идентифицировались основные места их локализации в несущей конструкции рамы, котла и элементов крепления котла на раме. Анализ результатов обследования позволил выявить места наибольшего износа котла вагонацистерны и основные повреждения и неисправности вагоновцистерн модели рисунок 4. На втором этапе с использованием метода ультразвуковой толщинометрии осуществлялась оценка скорости коррозионного износа основных элементов котла вагоновцистерн в зависимости от их учетной специализации. Измерения проводились на основании результатов работ первого этапа путем замера толщины в зонах интенсивного коррозионного износа основного металла и наиболее нагруженных зонах определенных но результатам расчетов прочности металлоконструкции вагоновцистерн 8,.