Обеспечение безопасности команды судна

Размещено на http://allbest.ru

1. Дизельный двигатель как основной источник вибрации, средства и методы виброзащиты

В ряду наиболее активных отрицательных воздействий стоит виброакустическая эмиссия машин, приборов и оборудования. Шум и вибрация машин приводят к повышению порога чувствительности и, как следствие, к сужению возможностей человека. Некоторые процессы, такие как интеллектуальные, психические и физиологические угнетаются под воздействием шума и вибрации, что приводит к устойчивым отклонениям от нормы и часто к явно выраженным заболеваниям системы кровообращения, пищеварения, зрения, осязания и др.

Известный в настоящее время механизм компенсации вредных воздействий окружающей среды состоит в изоляции человека от вибрации и шума. При этом происходит социальное расслоение общества на тех, кто работает в удобном и тихом помещении и тех, кто подвергается интенсивному виброакустическому воздействию. В будущем количество людей, согласных испытывать свой организм в таких условиях, снизится и для привлечения на эти рабочие места необходимо улучшать условия труда.

Наиболее тяжелая ситуация в области защиты от вибрации имеет место на судах речного флота. Несмотря на то, что ситуация контролируется санитарными органами, существующие нормы лишь отражают реальное положение вещей, но не имеют стимулирующего значения для развития средств защиты. Нормы на вибрацию оборудования и санитарные нормы имеют особую компромиссную структуру. Существует как бы несколько стандартов в одном. Например, санитарные нормы вибрации по предельным спектрам предусматривают различие предельной вибрации в 20-30 раз в зависимости от места измерения. Нормы вибрации средств автоматизации, радиосвязи и электрорадионавигации предусматривают различие в 6,5-31 раз в зависимости от частоты колебаний и места установки. Поскольку общество не осознало необходимость более строгого подхода, при котором появляется готовность финансировать расходы на виброзащиту, такие нормы закрепляют status quo в области вибрации на судах.

Между тем, существует достаточно далекий рубеж в борьбе за снижение вибрации. Он условно определяется вибрационной активностью объекта защиты, в данном случае экипажа судна. Если ориентироваться на эти строгие медицинские требования, то появляется поле для теоретической и практической деятельности по проблеме защиты от вибрации.

В настоящее время вопросы снижения вибрации занимают определенное место в науке и практике судостроения. Все строящиеся и многие модернизируемые суда проходят проверку вибрационной и шумовой активности. Большое внимание уделяется системам снижения вибрации и шума. Кроме того, методы проектирования предусматривают существенное снижение вибрации уже на стадии технического задания. За счет специального расположения помещений, рационального выбора конструкции корпуса и толщины листов обшивки удается существенно снизить шум и вибрацию. Особое место занимает изоляция источников вибрации от корпуса судна. Там, где удается изолировать двигатель заметно снижение высокочастотной вибрации и особенно шума. Эти мероприятия гарантируют устойчивое снижение шума и вибрации до уровня близкого к медицинским требованиям. судно виброизоляция безопасность пожаротушение

К сожалению, не все двигатели могут быть эффективно изолированы от корпуса судна. Главная проблема в том, что двигатель должен быть связан с корпусом для передачи рабочих усилий и, одновременно не связан с ним для изоляции от вибрации. Причем эта проблема настолько глубокая, что разрешить ее путем компромисса на основе линейных виброизолирующих элементов невозможно. Необходимы виброизоляторы с особыми свойствами, позволяющими сохранить положение двигателя относительно корпуса и при этом не передавать вибрацию на/корпус.

Подобные задачи часто встречаются и успешно решаются в технике. Основным фактором, влиявшим на динамические свойства любого объекта, является время. Эти свойства проявляются через собственные частоты колебаний. Например, гармонический осциллятор может быть использован как фильтр, поскольку при определенной частоте вынуждающей силы неограниченно наращивает амплитуду колебаний, а при других частотах амплитуда ограничена. Системы управления, поддерживающие или изменяющие в нужном направлении параметры управляемого объекта, также могут быть использованы как фильтр, поскольку их свойства зависят от времени, что проявляется в частотной зависимости от внешнего воздействия отдельных звеньев системы.

Главный судовой источник вибрации - дизель также можно рассматривать как объект, свойства которого зависят от частоты. Диапазон частот вибрации дизеля простирается от низких «механических» частот, вызываемых движением звеньев, до высоких звуковых частот, вызываемых упругими колебаниями конструкции. Практически весь диапазон частот колебаний дизеля попадает на зону чувствительности человека и некоторых приборов, что осложняет задачу виброизоляции. Эта проблема возникла в начале XX века в связи с появлением относительно быстроходных паровых машин на судах военно-морского флота. Случаи сильной вибрации были нередки в период бурного развития флота, когда не было накоплено достаточно опыта по предотвращению колебаний корпуса. Исследования А.Н. Крылова в тот период показали, что причиной сильных вибраций был резонанс корпуса на вынуждающие силы парового двигателя. Никаких специальных мер в то время не применяли, но цена такого рода ошибок была высока потому, что двигатели работали на пониженных частотах вращения и использовались весьма неэффективно.

С тех пор накоплен большой опыт по предотвращению сильных низкочастотных резонансов, как со стороны проектирования корпуса, так и при выборе быстроходности двигателя. Но проблема виброизоляции со временем не потеряла остроты по двум коренным причинам. Во-первых, существует устойчивая связь между размерами корпуса судна и размерами двигателя. Эти два фактора развиваются параллельно, и удалить собственные частоты корпуса от вынуждающих частот двигателя очень сложно. Во-вторых, по отношению к вибрации действует универсальный закон Вебера-Фехнера, по которому ощущение пропорционально логарифму раздражения. Этот закон сглаживает эффект виброизоляции и делает мероприятия малозначимыми.

Цель данной работы - наметить пути совершенствования средств и методов борьбы с вибрацией корпуса судна, вызываемой дизелем. Для этого в работе рассмотрены существующие способы виброизоляции и исследованы их положительные и отрицательные свойства. Выбрано направление совершенствования систем виброизоляции и достигнутые на этом пути успехи. Проанализированы особенности судовой вибрации и сформулированы требования к системе виброизоляции судового двигателя. Исследованы базовые модели функционирования основных элементов виброизоляторов. Рассмотрены проблемы устойчивости работы системы на различных режимах. Предложена методика проектирования основных элементов виброизоляторов. Дано математическое описание явлений, происходящих при работе системы виброизоляции. Проведены экспериментальные исследования эффективности системы виброизоляции на основе пневмогидравлических опор.

На защиту выносится ряд теоретических и практических вопросов снижения вибрации судна. Концепция высокоэффективной виброзащиты на судах, основанная на естественном подходе к проблеме виброизоляции; конструктивные и технологические принципы построения системы виброизоляции судового двигателя с весьма низким параметром жесткости. Принципы частотного разделения механических движений на быстрые и медленные за счет использования двухфазной системы виброизоляции; гидравлическая система стабилизации положения двигателя с малой статической ошибкой, с низким потреблением энергии и высокой динамической устойчивостью. Принципы интеграции стабилизирующей и защищающей частей системы в единый виброизолирующий элемент; конструктивные основы использования энергетических ресурсов дизеля для обеспечения системы виброизоляции; результаты экспериментальных исследований виброзащитных систем, их элементов и узлов.

1. Разработана оригинальная методика измерения малых зазоров управляемого дросселя. Методика позволяет получить надежные результаты в условиях, совпадающих по геометрическим, физическим и гидродинамическим параметрам с условиями в реальной опоре двигателя.

2. Гидравлические испытания основного элемента системы стабилизации показали адекватность теоретических и физических моделей течения в малых зазорах управляемого дросселя. Доказано, что использование узких поясков дросселя создает сопротивление, характерное для турбулентного потока во всем диапазоне подач системы стабилизации.

3. Исследование виброизолирующих свойств газа, как основного элемента системы виброизоляции, показало, что до частоты 100 Гц газ в опоре деформируется так же как линейное упругое тело, жесткость которого определяется уравнением Пуассона.

Разработана методика высокоточного тензометрирования параметров вибрации в низкочастотной области (от 0 до 150 Гц), недоступной стандартным средствам измерения. Методика позволяет регистрировать вынужденные колебания любой точки двигателя в реальном времени. В области частот, доступных стандартным приборам, разработанная система показала достаточную точность.

Стендовые испытания пневмогидравлического виброизолятора показали высокую эффективность предложенных технических решений. Последовательное соединение пассивной виброизолирующей подвески низкой жесткости и активной гидравлической системы стабилизации позволило получить виброизоляцию 19-28 дБ на средней частоте вибрации двигателя.

1. Вибрация судов является одним из вредных факторов, влияющих на качество труда экипажа, на обитаемость помещений судов, на прочность и долговечность корпуса и судовых систем, связанных с дизелем.

2. Проведенные исследования показали, что на большинстве современных речных судов вибрация слабо зависит от расстояния до источника и превышает установленные санитарные нормы на 5-15 дБ в полосах 16, 32, 63 Гц.

3. Современные нормы допустимой вибрации ориентированы на существующий уровень техники и выполняют только контрольную роль в проектировании и эксплуатации судов. Нормы вибрации практически во всех помещениях речных судов не отвечают требованиям комфорта, кроме медицинских помещений.

4. Основными источниками вибрации являются двигатель. Снизить виброактивность источников не представляется возможным, поскольку это несовместимо с их принципом действия. Установлено, что между размерами корпуса, двигателя и движителя существует определенное отношение, которое делает вибрацию судна неизбежной.

5. Основные методы снижения вибрации на судах включают виброизоляцию источника, виброизоляцию защищаемого объекта, демпфирование колебаний и рациональное проектирование. Современные методы виброзашиты эффективны только для частот 63 Гц и выше.

6. Установлено, что традиционные способы виброизоляции, основанные на применении резиновых и стальных упругих элементов, принципиально не обеспечивают низкочастотную защиту корпуса судна от вибрации и не имеют перспективы в этой области частот. Применение резинометаллических виброизоляторов нередко становится причиной повышенной вибрации корпуса в районе машинного отделения.

7. Основные проблемы эффективной виброизоляции судового двигателя заключаются в невозможности снижения жесткости до необходимого уровня. Снижение жесткости пассивных виброизоляторов приводит к резкому росту их размеров и к недопустимо большим статическим смещениям.

8. Характеристики вибрации современных дизелей поддаются обобщению и показывают устойчивую зависимость основных параметров вибрации от частоты колебаний. На основании этого исследования предложена модель среднего дизеля, модель средней опоры, модель средней системы смазки.

9. Доказано, что эффективным средством снижения жесткости подвески является применение газовых опор. Габарит газовой опоры не превышает габарит традиционного виброизолятора, но обеспечивает собственную частоту менее 4 Гц.

10. Применение автоматической гидравлической системы стабилизации в сочетании с пассивной системой виброизоляции создает принципиально новое качество подвески - зависимость жесткости от частоты. Доказано, что надлежащим выбором параметров можно снизить жесткость виброизолятора для частот судовой вибрации в десятки раз, а для частот изменения нагрузки сохранить высокую жесткость.

11. Виброзащитная система, состоящая из газовой опоры низкой жесткости, и устройства автоматической стабилизации не требует специального источника энергии и может использовать ресурсы дизеля. Изолирующая часть системы питается газом из цилиндра дизеля; стабилизирующая часть использует ресурс системы смазки.

12. Проведенные исследования доказали существование областей динамической устойчивости системы управления. Давление и подача системы смазки дизеля и давление газа в цилиндре согласуются с параметрами динамической устойчивости.

13. Впервые получены физически обоснованные критерии потери устойчивости потока вязкой жидкости в узких каналах управляющего дросселя системы стабилизации. Доказано, что критическое число Рейнольдса зависит от абсолютных размеров потока.

14. На основе уравнений Навье-Стокса исследованы зависимости сопротивления управлявшего дросселя для ламинарного потока; методом аналогии исследовано сопротивление при турбулентном режиме и местное сопротивление дросселя. Определены критические размеры проточной части, влияющие на характер сопротивления.

15. Предложены эффективные способы экономии энергопотребления активной системой и способы увеличения допустимой амплитуды колебаний.

16. Разработанные компьютерные программы для расчета колебаний дизеля позволяют получать картину движения любой точки дизеля для произвольной восстанавливающей и вынуждающей силы, для автоматических систем стабилизации положения дизеля.

17. Разработана оригинальная методика исследования колебаний виброизолированного дизеля на основе построения амплитудно-частотных характеристик с применением авторских программ компьютерного моделирования.

18. Проведены экспериментальные исследования основных элементов пневмогидравлической виброизолирующей опоры. Испытания дросселя в широких диапазонах давления и расхода показали адекватность теоретических и экспериментальных значений сопротивления для различных режимов течения.

19. Экспериментальные исследования передачи вибрации через воздух подтвердили гипотезу о нерезонансной деформации воздушного объема в полости опоры до частот не менее 100 Гц.

20. Проведены статические испытания стандартных виброизоляторов типа АКСС с целью отработки методики измерений. Проведены стендовые испытания вынужденных колебаний виброизолированного дизеля на подвеске низкой жесткости с использованием специальной тензометрической системы регистрации колебаний. Исследование свободных колебаний дизеля, проведенное с помощью этой системы на подвеске низкой жесткости, показали высокую эффективность виброизоляции в области низких частот.

21. В лабораторных условиях экспериментально определена работоспособность пневмогидравлической опоры на частоте 30 Гц. Впервые доказана возможность высокоэффективной виброизоляции при сохранении необходимой статической жесткости.

22. Разработан ряд компьютерных программ и методик для инженерного расчета колебаний виброизолированного агрегата. Методические указания на основе этих программ нашли применение в проекте виброизоляции дизель-генератора с трехцилиндровым двигателем размерности 15/18 на Барнаульском заводе «Трансмаш».

23. Разработана методика расчета и проектирования пневмогидравлической системы виброизоляции от уровня технического задания до технического проекта. Ряд конструкций, разработанных по этой методике, предложен к применению на промышленных предприятиях, в т.ч. в ОАО «Новосибречпорт», заводе «Электроагрегат», Барнаульском ОАО «Трансмаш», Алтайском моторном заводе.

2. Безопасность труда при использовании шлюпок и катеров

Специалисты по спасательным средствам - командир шлюпки, старшина плота обязаны знать, сами выполнять и контролировать выполнение всеми людьми, находящимися в спасательной шлюпке или плоту, основные правила безопасности:

· нельзя включать лебедку, не убедившись, что снята рукоятка ручного привода;

· нельзя находиться с наружного борта шлюпки при снятии шлюпочных найтовов и после их отдачи;

· категорически запрещается спуск в шлюпку по шлюп-талям;

· не разрешается находиться в пространстве между шлюпталями и штевнями шлюпки при ее спуске и подъеме;

· не отталкивать шлюпку от борта руками (для этого использовать отпорный крюк) и не держать руки на планшире при спуске и подъеме шлюпки.

Запрещается всем находящимся в шлюпке:

· ходить по банкам при перемещении в шлюпке;

· сидеть на планшире (бортах) шлюпки;

· стоять;

· громко разговаривать;

· курить без разрешения командира шлюпки;

· держать руки на планшире при подходе (отходе) шлюпки к борту судна (причалу);

· свешивать руки или ноги за борт шлюпки;

· перемещаться в шлюпке после окончания посадки без разрешения командира шлюпки;

· влезать на мачту при постановке рангоута и парусов.

Не разрешается влезать на шлюпки, когда они закрыты чехлами. Не разрешается укладывать груз на банки и выше их уровня при использовании шлюпок и катеров для такой перевозки. Общая масса груза и пассажиров не должна превышать допустимую грузоподъемность шлюпки, которая определяется путем умножения человековместимости шлюпки на 75 кг. При выкладывании (закладывании) шлюпталей лица, выполняющие эту работу, должны находиться от шлюп-талей к середине шлюпки и удерживать блоки за их щеки.

Все лица, садящиеся в шлюпку, должны быть в спасательных жилетах. Очередность посадки устанавливает командир шлюпки с учетом безопасности и обеспечения наименьшего перемещения людей в шлюпке после их посадки.

При движении шлюпки под парусом все (за исключением командира шлюпки) должны сидеть на рыбинах.

На закрытых шлюпках и спасательных плотах при необходимости выхода наружу из-под укрытия (из-под тентового пространства) следует предварительно обвязаться страховочным линем.

При использовании надувных спасательных плотов не разрешается подводить их для посадки людей к бортовому трапу, к местам, где имеются поврежденная обшивка или выступающие острые детали корпуса.

После подъема шлюпки должно быть сразу же установлено съемное леерное ограждение. Установку ограждения необходимо выполнить без выхода на внешнюю сторону.

Крепить шлюпку по-походному с выходом на наружную сторону от нее можно только после обтягивания шлюпталей, закрепления стопорных устройств и установки на место съемного леерного ограждения.

При подходе шлюпки к борту должны выставлять матроса для подачи на шлюпку бросательного конца или фалиня.

На фалинях выравнивают шлюпку под тали.

Большинство из перечисленных мер и действий по технике безопасности имеют особую актуальность при использовании открытых или частично зкрытых спасательных шлюпок. При эксплуатации полностью закрытых мотоботов, спускаемых как устройствами с лопарями и лебедкой, так и методом свободного падения, все спасающиеся должны тщательно привязаться к своим местам ремнями безопасности, что уже само собой обеспечивает соблюдение многих из указанных мер безопасности.

3. Пенное пожаротушение

Пенное пожаротушение - тушение пожара с использованием пены.

Пены широко используются для тушения пожаров на промышленных предприятиях, складах, в нефтехранилищах, на транспорте и т.д. Пены представляют собой дисперсные системы, состоящие из пузырьков газа, окруженных пленками жидкости, и характеризующиеся относительной агрегатной и термодинамической неустойчивостью. Если пузырьки газа имеют сферическую форму, а их суммарный объем сопоставим с объемом жидкости, то такие системы называются газовыми эмульсиями. Для получения воздушно-механической пены требуются специальная аппаратура и водные растворы пенообразователей.

Достоинства пены как средства тушения:

· существенное сокращение расхода воды;

· возможность тушения пожаров больших площадей;

· возможность объемного тушения;

· возможность подслойного тушения нефтепродуктов в резервуарах;

· повышенная (по сравнению с водой) смачивающая способность.

· при тушении пеной не требуется одновременное перекрытие всего зеркала горения, поскольку пена способна растекаться по поверхности горящего материала.

Ствол пожарный пенный ГПС-600 и пожарный напорный рукав

Наиболее важной структурной характеристикой пены является ее кратность, под которой понимают отношение объема пены к объему ее жидкой фазы. Воздушно-механическая пена подразделяется на:

· низко кратную (кратность до 20),

· средне кратную (20 -- 100),

· высоко кратную (выше 100).

Пенообразователи. В зависимости от химического состава (поверхностно-активной основы) пенообразователи подразделяют на:

· синтетические углеводородные;

· синтетические фторсодержащие.

Дозаторы для пенообразователя. Для подмешивания пенообразователя в воду применяются различные устройства:

· Устройства на принципе трубки Вентури. Это самые простые дозаторы. Их достоинство заключается в простоте устройства, дешевизне. Основные недостатки такой системы - большие потери в напорном трубопроводе, невозможность получения концентраций ниже 3%, невозможность получения точной концентрации раствора.

· Баки-дозаторы - устройства совмещающие в себе емкость для хранения пенообразователя и дозирующее устройство, работают независимо от давления в системе. Недостатки - невозможно проконтролировать визуально или с помощью датчиков остаток пенообразователя, громоздкость, большие затраты на эксплуатацию.

· Дозирующие насосы с приводом от гидромотора FIREMIKS - наиболее современная система и простая в эксплуатации система, не требует внешнего источника энергии работает в широком диапазоне расходов и давления. Проста и надежна в эксплуатации. Недостатки - дозирующий насос находится в непосредственной близости от питающего трубопровода - наличие всасывающего трубопровода подачи пенообразователя.

Список литературы

1. А.С. 1008535. Виброзащитная подвеска объекта./ А.К. Зуев. - Опубл. 30.03.83. Бюл. № 12.

2. A.C. 1293407. Корректор жесткости./A.M. Барановский. Опубл. в Б.И. № 8, 28.02.87.

3. А.С. 1320562. Корректор жесткости./А.К. Зуев и др. Опубл. в Б.И.№ 24, 1987.

4. A.C. 1386042. Нелинейный корректор жесткости./А.К. Зуев, С.П. Глушков, В.Ю. Гросс, A.M. Барановский. Опубл. в Б.И. № 18, 1989.

5. A.C. 1567821. Корректор жесткости./А.К. Зуев и др. Опубл. в Б.И.№ 20, 1990.

6. A.C. 1739137. Виброзащитная подвеска./А.К. Зуев и др. - Опубл. в Б.И. № 21, 1992.

7. A.C. 297771. Ручная машина ударного действия с виброзащитой.

8. A.К. Зуев. 1188561/22-3; заявл. 27.10.67; опубл. 23.04.71. Бюлл. № 10.

9. A.C. 368019. Ручной инструмент ударного действия./А.К. Зуев и др. Б.И., № 11, 1973.

Размещено на Allbest.ru