Экспериментальные методы оценки качества материалов футеровки топочных камер судовых котлов

Предметом исследования являются автономные котлы, важнейшим элементом которых служит топочная камера, получившие широкое применение в судовых и корабельных энергетических установках. Подчеркивается, что необходимым условием высокого ресурса эксплуатации котлов и их безаварийной эксплуатации является высокое качество футеровки топочного пространства, работающей в условиях переменных тепловых режимов, а также отмечается, что определяющее влияние на надежность футеровки оказывает качество материала, из которого она изготовлена. В статье описаны методы экспериментальных исследований, которые могут быть использованы для оценки качества материалов обмуровки топочных пространств автономных котлов. Представлена методика проведения исследований с использованием эквивалентных материалов, описаны лабораторные установки для проведения виброакустических исследований и проведения модального анализа спектрограмм и тепловизионных исследований образцов материалов футеровки. В результате проведенных исследований получены сведения о влиянии условий формирования образцов эквивалентных материалов на их теплофизические свойства, спектрограммы состояния кирпичей обмуровки из различных материалов, тепловые изображения элементов футеровки в условиях стационарного температурного поля при их различном расположении на нагревателе. Полученные результаты исследования свидетельствуют о целесообразности применения предложенных методов на всех этапах жизненного цикла автономных котлов: от проектирования в целях рационального выбора материалов футеровки с учетом эксплуатационных факторов до изготовления и ремонта в процессе эксплуатации в целях контроля качества используемых материалов и обнаружения скрытых дефектов. С целью повышения эффективности применения предложенных экспериментальных методов оценки качества материалов футеровки топочных камер котлов необходимо увеличение практики их использования, накопление полученных результатов и их статистическая обработка, позволяющая определить погрешность методов и усовершенствовать лабораторные установки. 

1. Казенов С. В. Паровая турбина — главный двигатель надводных кораблей ВМФ / С. В. Казенов, В. С. Казенов. — СПб.: Фонд «Отечество», 2016. — 400 с.

2. Денисенко Н. И. Идентификация повреждений элементов судовых котельных установок / Н. И. Денисенко, И. И. Костылев. — СПб.: Элмор, 2007. — 152 с.

3. Петров А. И. Оценка причин повреждений обмуровок в топках судовых паровых котлов / А. И. Петров // Вестник МГТУ: труды Мурманского гос. техн. ун-та. — 2015. — Т. 18. — № 1. — С. 17–19.

4. Жуков В. А. Характерные повреждения судовых автономных котлов в процессе эксплуатации / В. А. Жуков, И. В. Ершова // Сборник тезисов докладов национальной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова». — СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2022. — С. 30–31.

5. Епихин А. И. Безопасность эксплуатации судовых котлов / А. И. Епихин // Global science. Development and novelty. Collection of scientific papers, on materials of the VI International Scientific Conference. — Geneva: Ed. SPC “LJournal”, 2017. — Vol. Part 3. — Pp. 33–36. DOI: 10.18411/gdsn 25-12-2017-39.

6. Бразновский В. К. Анализ качества эксплуатации вспомогательных котельных установок судов флота рыбной промышленности / В. К. Бразновский, В. Т. Томилко // Морская техника и технологии. Безопасность морской индустрии: материалы IV Междунар. науч. конф. — Калининград: Калининградский гос. техн. ун-т, 2018. — С. 262–268.

7. Яковлев П. В. Безопасная эксплуатация судовых паровых котлов, отработавших нормативный срок службы / П. В. Яковлев, Н. Н. Панасенко // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: морская техника и технология. — 2010. — № 2. — С. 119–124.

8. Жуков В. А. Анализ эксплуатационных воздействий на стенки камер сгорания судовых котлов / В. А. Жуков, И. В. Ершова // Актуальные проблемы морской энергетики: материалы одиннадцатой междунар. науч.-техн. конф. — СПб.: Изд-во СПбГМТУ, 2022. — С. 200–202. DOI: 10.52899/9785883036322_200_202.

9. Петров А. И. Применение огнеупорных материалов при ремонте топок судовых котлов и инсинераторов / А. И. Петров, А. А. Егоров // Наука производству: материалы междунар. науч.-практ. конф. — Мурманск: Мурманский гос. техн. ун-т, 2016. — С. 285–290.

10. Bşhan V. Application of Fuzzy Dematel Technique to Assess Most Common Critical Operational Faults of Marine Boilers / V. Başhan, H. Demirel // Politeknik Dergisi. — 2019. — Vol. 22. — Is. 3. — Pp. 545–555.

11. Стенин В. А. Моделирование тепловых процессов в футеровке судового котла / В. А. Стенин, И. В. Ершова, В. А. Жуков // Морские интеллектуальные технологии. — 2021. — № 4–1 (54). — С. 112–116. DOI: 10.37220/MIT.2021.54.4.040.

12. Стенин В. А. Метод эквивалентных материалов в исследовании деформаций футеровки котла / В. А. Стенин, И. В. Ершова, И. С. Светлов // Наука и инновации — современные концепции: сборник научных статей по итогам работы междунар. науч. форума / Отв. ред. Д. Р. Хисматуллин. — М.: Изд-во «Инфинити», 2020. — C. 105–111.

13. Стенин В. А. Модальный анализ в диагностике кирпичной кладки / В. А. Стенин, И. В. Ершова, Е. А. Хорохонов // Там же / Отв. ред. Д. Р. Хисматуллин. — М.: Изд-во «Инфинити», 2019. — С. 141–149.

14. Вавилов В. П. Инфракрасная термография и тепловой контроль / В. П. Вавилов. — М.: ИД «Спектр», 2009. — 544 с.