بخشی از مقاله
چکیده:
کلید افزایش عمر موتور و کاهش هزینههای اقتصادی، نگهداری و تعمیرات منظم آن است. موتورهای امروزی با پیشرفت تکنولوژی از ظرافت و پیچیدگی خاصی برخوردار است. از مشخصههای موتورهای دیزل پیشرفته، نسبت قدرت به وزن بالا، کارآیی بیشتر، بازدهی بالا، مصرف اقتصادی سوخت و آلودگی پایین آن نسبت به مدلهای قدیمیتر میباشد. لذا تدوین سیستم نگهداری و تعمیرات منظم برای این موتورها با توجه پیچیدگی، ظرافت و هزینه بالای خرید اولیه و تعمیرات آن اهمیت ویژهای دارد.
امروزه با اجرای نت به روش قدیمی با توجه به پیشرفتهایی که در زمینه آنالیز موارد مختلف از موتور بهدست آمده است، هزینه بردار و زمانبر میباشد لذا میتوان با اجرای برنامه نت با روند تجزیه، تحلیل و بررسی دقیق موتور، هزینه نگهداری را کاهش، عمر کاری موتور و ضریب اطمینان آن را افزایش داد. در این روش عیب یابی دقیقتر و زمان صرف شده در تشخیص عیب موتور کمتر خواهد بود و عیبهای احتمالی در آینده قابل پیش بینی خواهد بود. در این مقاله سعی شده است برخی از روشهای ضروری در اجرای روند تجزیه و تحلیل جهت بهبود و ارتقائ سیستم نت از جمله آنالیز روغن، سوخت، آب خنککاری و بررسی فیلترها و مطالعه سوابق تعمیراتی، مورد بررسی قرار گیرد.
کلمات کلیدی: روند تجزیه و تحلیل نگهداری و تعمیرات - سیستم نگهداری و تعمیرات - موتور دیزل - راندمان سوخت - هزینه تعمیراتی
-1 مقدمه:
از زمان اختراع موتور دیزل بیش از 100 سال میگذرد که از همان نخست این موتور به خاطر ویژگی خاص آن به عنوان مولد نیرو محرکه شناورها مطرح گردید. اکنون که بیش از یک قرن از قدمت آن میگذرد، کاربرد گستردهای در صنایع دریایی بهعنوان مولد نیرو محرکه در انواع شناورهای بزرگ، تفریحی و نظامی و غیره ... پیدا کرده است.موتورهای دیزل پیشرفته امروزی با سیستم مدیریت الکترونیکی موتور بر پایه همان اشتعال تراکمی و تقویت سیستم تزریق سوخت و هوا کارآیی آن بهطور چشمگیری افزایش پیدا کرده است. پیشرفتهای چشمگیری که در زمینه افزایش توان، اقتصاد سوخت، گازهای خروجی از اگزوز، پاسخ دریچه گاز و افزایش توان بهدست آمده موجب شده تا علاوه بر حفظ جایگاه خود قابلیت اطمینان به این موتورها را نیز افزایش دهد.
این عوامل و کاربرد آن در صنایعی که از حساسیت بالایی برخوردارند موجب شده تا مسئله نگهداری و تعمیرات از جایگاه ویژهای در حفظ آمادگی و افزایش عمر کاری موتور برخودار باشد. پیچیدگی، ظرافت و هزینه خرید اولیه که در موتورهای دیزل امروزی وجود دارد اهمیت موضوع نگهداری و تعمیرات را دو چندان کرده است چراکه امروزه تفکر استفاده از دستگاه تا منجر به شکست یا سیستم نگهداری و تعمیرات سنتی هزینه سنگینی برای کاربران و صاحبان آن خواهد داشت. از مزیتهای تدوین سیستم نت برای موتور، افزایش عمر کاری موتور و کاهش هزینههای تعمیرات آن میباشد که بهکار گیری روند تجزیه و تحلیل در ارتقائ و کاهش هزینههای این سیستم تاثیر بهسزایی دارد.
-2 بهینه سازی و ارتقائ سیستم نت به روش تجزیه و تحلیل:
تولید کنندگان موتور، یک سیستم نگهداری و تعمیرات جهت بالا بردن عمر کاری موتور بهطور معمول تنظیم میکنند که کاربران در طول مدت استفاده از آن با پیروی از الزاماتی که شرکت سازنده جهت نگهداری و تعمیرات نوبهای آن تنظیم نموده است، کاربران برنامهای مدون جهت نگهداری از آن داشته باشند و رایج است که اکثریت کاربران با توجه به آن در حفظ آمادگی و عملیاتی بودن موتور تلاش میکنند اما مهمتر از آن پیش گرفتن روند تجزیه و تحلیل به موازات برنامه مدون سیستم نت است که در ارتقائ آن نقش مهمی دارد.[1] روند تجزیه و تحلیل شامل نمونه برداری، آنالیز، مطالعه سوابق نگهداری جهت نت پیشگویانه و غیره ... خواهد بود. این روش نگهداری و تعمیرات پیشگویانه را تقویت نموده و سیستم نگهداری و تعمیرات را ارتقائ خواهد داد و از لحاظ هزینه نگهداری و تعمیرات صرفه جویی اقتصادی نیز دارد. در این نوشتار روشهای مختلف روند تجزیه و تحلیل در جهت ارتقائ بخشیدن سیستم نگهداری و تعمیرات با هدف صرفه جویی در وقت، هزینه و افزایش کارآیی موتور مورد بررسی قرار میگیرد.این روشها در 6 دسته زیر مورد بررسی قرار میگیرد: [1]
-1 نگهداری و تعمیرات سیستم روغنکاری که شامل زمان تعویض روغن و فیلتر آن، نمونه برداری از روغن جهت آنالیز، تشخیص تعیینفاصله زمانی تعویض فیلتر روغن و نوع سایش موتور توسط اطلاعات استخراج شده از آنالیز آن میباشد.
-2 نگهداری و تعمیرات سیستم سوخت رسانی که شامل تعویض فیلتر سوخت، چک انژکتور، چک فیلتر جدا کننده آب از سوخت و آنالیز کیفیت سوخت جهت تشخیص میزان غلظت آن و افزودن افزودنیهای مناسب به آن میباشد.
-3 نگهداری و تعمیرات سیستم خنککاری که شامل چک سطح آب، نمونه برداری از سیال خنک کننده میباشد.
-4 نگهداری و تعمیرات سیستم هوای ورودی که شامل بازدید و تعویض فیلتر هوا، بررسی توربوشارژر از جهت اینکه از محل اتصال سیستم تهویه محفظه لنگ به توربوشارژر و تیغههای آن رسوب و کربن نگرفته باشد.
-5 نگهداری و تعمیرات سیستم دود خروجی که شامل اثر فشار برگشتی دود و بررسی قطعات مربوطه میباشد.
-6 نگهداری و تعمیرات سیستم مدیریت اکترونیکی موتور - EMS - که شامل دانلود اطلاعات از - EMS - و آنالیز آن، چک آلارمها و سنسورهای روی موتور میباشد.نقش این دسته بندی 6 گانه را جهت ارتقائ سیستم نت مورد بررسی قرار میدهیم.
-1-2 نگهداری و تعمیرات سیستم روغنکاری:
تعویض منظم روغن روانکاری موتور مهمترین عامل در دوام موتور و کاهش هزینه تعمیراتی آن میباشد. اکثر کاربران به دنبال راه حلهایی جهت افزایش فاصله زمانی تعویض روغن جهت کاهش هزینه آن میباشد. کشتیهای بزرگ با 2 عدد موتور با حجم 65 لیتر حدود 100 گالن با قیمتی حدود هر گالن 15 دلار نیاز دارد که در هر 250 ساعت کارکرد موتور میبایست تعویض گردد. اگر کشتی در روز 10 ساعت کار کند در 25 روز هزینه تعویض روغن 1500 دلار خواهد شد. [1] روش اول در جهت کاهش این هزینه و بهبود وضعیت نگهداری و تعمیرات به این صورت است که مخزن بزرگتری از روغن در خارج از حجم موتور در نظر گرفته میشود و با تعبیه فیلتر گریز از مرکز، کربن گیر و اتصالات دیگر وصل میشود به موتورکه این کار تا حدود 250 ساعت فاصله زمانی تعویض روغن را افزایش میدهد و به 500 ساعت میرساند.
البته اینکار در شناورهای بزرگ معمول است و کاربرد چندانی در شناورهای کوچک ندارد. شکل - 1 - تاثیر فیلتر گریز از مرکز را در افزایش فاصله زمانی را در روغنهای با کیفیت مختلف نشان داده است.[1]افزایش فاصله زمانی تعویض روغن به کمک آنالیز منظم روغن نیز مقدور است. نمونه برداری از روغن را میتوان بهصورت منظم در آزمایشگاه انجام داد و آن را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد. مواد موجود بهعنوان آلاینده روغن در موتور ناشی از دوده، آب، فلزات سایش شده از موتور میباشد. در نتایج بهدست آمده از آنالیز درصد آلودگی و خواص روغن بررسی شده و علاوه بر اینکه زمان تعویض را میشود پیش بینی نمود درصد خرابی قطعات موتور نیز در دسترس قرار میگیرد.
آنالیز منظم روغن و ثبت سوابق آن هم در عیب یابی موثر است هم با تشخیص میزان کربن و ویسکوزیته، زمان تعویض آن قابل تشخیص است.روش دوم در جهت بهبود وضعیت نگهداری و تعمیرات سیستم روغنکاری برای کاهش هزینههای خرید روغن و جلوگیری از خرابی موتور، استفاده از فن آوری نانو در روغن میباشد. با پیشرفت تکنولوژی در زمینه نانو افزودنیهایی به روغن اضافه میشود که سایش در موتور به حداقل رسیده و عمر طولانی آن را در بر خواهد داشت.گروه های مختلف ذرات نانو در روغن موتور عبارتند از:
فولرن - - fullerene ، نانو الماس - - Nano diamond ، بوریک اسید فوق پراکنده - - Ultra dispersed boric acid و پلی تترا فلورو اتیلن - [4] . - PTFEفولرنها ملکولهای قفسی هستند که ادعا میشود باعث بهبود خاصیت نورد - - rolling روغن موتور میشوند. نانو الماسها در بین سطوح کشویی نفوذ کرده و آنها را نسبت به سایش مقاومتر میکنند، یا به عبارت دیگر با فعال کردن نورد روغنکاری اصطکاک و سایش بین سطوح را کاهش میدهند. بوریک اسیدها در روغن موتور میتوانند به طور چشمگیری اصطکاک و سایش را به حداقل برسانند. پلی تترا فلورو اتیلن نیز به عنوان کاهش دهنده اصطکاک و سایش شناخته شده است. [4]
البته تا پاییز 2013، مشخص شده نانو ذرات دارای پتانسیل افزایش خواص روغن موتور می باشند اما هنوز راه طولانی برای کاربرد و فرمولاسیون متعادل نانو ذرات در روغن موتور وجود دارد.[4]روش سوم در جهت بهبود وضعیت نگهداری و تعمیرات روغنکاری استفاده از فیلتر روغن مناسب برای موتور میباشد. نقش فیلتر در کاهش آلودگی روغن و جلوگیری از خرابی بسیار موثر است. فیلترها در موتورها ممکن است متفاوت باشد و تنها به تشابه ظاهری فیلترها نبایست اکتفا کرد لذا به توصیه شرکت سازنده نیز باید توجه نمود. در زیر نمونهای از این فیلتر نشان داده شده است که استفاده از فیلتر مشابه منجر به خسارت سنگینی به موتور شده است.
تصویر نشان داده شده استفاده از فیلتر مشابه در موتور ایزوتا است که در بسیاری از این موتورها بهدلیل عدم دسترسی به فیلتر اصلی بهکار رفته و منجر به خرابی و خسارت سنگینی به این موتورها شده است.با پیشرفت تکنولوژی، نانو فیلترها نیز در بهبود عملکرد موتور بسیار موثر است. نانو فیلترهای روغن برپایه نانوالیاف سنتزی کارایی بیشتری نسبت به فیلترهای سلولزی دارند و در موتورهای سبک و سنگین کاربرد دارند. دوام این فیلترها حداقل 50 درصد بیشتر از فیلترهای سلولزی می باشد. از ویژگیهای آن، کارایی بالای آن است که حدود90 درصد میباشد در صورتی که کارایی فیلترهای معمولی بین 40 تا 80 درصد است. [3]
دومین ویژگی آن کاهش مقاومت آن نسبت به فیلترهای سلولزی است. نانوالیاف در این فیلترها آلودگیهای بیشتری را جذب کرده و مقاومت کمتری از خود نشان می دهند. مقاومت کمتر فیلتر باعث کاهش فرسایش موتور می شود. ویژگی بعدی آن ظرفیت بیشتر این فیلترها در میزان جذب آلودگی ها در حین کارا بودن فیلتر میباشد. هزینه خرید این فیلترها 30 درصد گرانتر از فیلترهای سلولزی مشابه می باشند و از آنجایی-که کارایی و دوام آن حداقل دو برابر فیلترهای معمول است به همین دلیل مقرون به صرفه خواهد بود. لذا به صرفه است ازهر جهت از این فیلترها در موتور استفاده شود. [3] بهعنوان یک قاعده کلی استفاده از روغن و فیلتر مناسب و مرغوب و رعایت زمان تعویض روغن و فیلتر میتوان خیلی از موارد خرابی موتور راجلوگیری نمود و هزینه تعمیرات را کاهش داد.
-1-2 نگهداری و تعمیرات سیستم سوخت رسانی:
مراقبت و رسیدگی مربوط به وضعیت سوخت شامل نگهداری سوخت در مخازن، فیلترها و قطعات سیستم سوخت رسانی میباشد. آلودگیهای موجود در سوخت عبارتند از: مخلوط شن و ماسه، آب، رسوبات لجن، روغن کثیف و فیبرها، موجودات ذره بینی از جمله باکتری، ویروس، قارچ ها و غیره ...
