Совершенствование методики определения возможности продления срока безопасной эксплуатации железнодорожного подвижного состава, применяемого на опасных производственных объектах
Совершенствование методики определения возможности продления срока безопасной эксплуатации железнодорожного подвижного состава, применяемого на опасных производственных объектах
Многолетняя практика внедрения и функционирования в нашей стране системы разработки и постановки продукции машиностроения на производство определила различные формы и методы организации работ на всех основных стадиях ее жизненного цикла. Однако в отношении железнодорожного подвижного состава, применяемого на опасных производственных объектах, таким стадиям, как эксплуатация после истечения назначенного при производстве срока службы, а также модернизация и капитальный ремонт с восстановлением ресурса должного внимания не уделялось.
Это обстоятельство обуславливалось избытком мощностей по производству новых вагонов, а также недостаточностью исследований, необходимых для оценки условий эксплуатации и управления ресурсом вагона. В связи со значительными изменениями системы хозяйствования в России в последние годы все более актуальной становится проблема продления срока безопасной эксплуатации железнодорожного подвижного состава, применяемого на опасных производственных объектах.
Начиная с девяностых годов прошлого столетия по заданию Госгортехнадзора и Министерства путей сообщения были начаты целенаправленные работы по анализу эксплуатационной надежности, оценке остаточного ресурса и разработке новых видов ремонта, восстанавливающего ресурс подвижного состава. Наибольший вклад в это дело внесли учебные вузы - ПГУПС и МНИТ, научно- исследовательские институты - ВНИИЖТ и ГосНИИВ, а также вагоностроительные и вагоноремонтные заводы — «Азовмаш», Саранский и Рославльский ВРЗ. В результате проведенных работ были заложены основы для создания нормативно-технической базы для продления срока безопасной эксплуатации железнодорожного подвижного состава, используемого на общей сети железных дорог, а также применяемого на опасных производственных объектах.
Комиссией Совета по железнодорожному транспорту полномочных специалистов вагонного хозяйства железнодорожных администраций стран СНГ, Латвии, Литвы, Эстонии (далее - Комиссией Совета) 22 марта 2002 года была утверждена очередная редакция Положения о продлении сроков службы грузовых и рефрижераторных вагонов государств - участников Соглашений о совместном пользовании грузовых и рефрижераторных вагонов в международном сообщении [3].
По поручению Комиссии Совета разработаны Единые методические указания по техническому диагностированию грузовых и рефрижераторных вагонов государств - участников Соглашений о совместном использовании грузовых и рефрижераторных вагонов в международном сообщении (утверждены Комиссией Совета, протокол от 16.01.2003), определяющие общие требования к перечню и объему работ, которые должны быть включены в методики диагностирования грузовых и рефрижераторных вагонов с целью установления нового назначенного срока службы [5].
В 2005 году по поручению Ростехнадзора и Росжелдора Инженерным центром вагоностроения (Санкт-Петербург) совместно с Нижегородским центром технической диагностики, экспертизы и сертификации была разработана Программа и методика работ по определению возможности продления срока безопасной эксплуатации железнодорожного подвижного состава, применяемого на опасных производственных объектах [4]. Этот документ был создан на основе практических наработок последних лет по техническому диагностированию, модернизации и ремонту с целью возобновления ресурса железнодорожного подвижного состава. При разработке документа большое внимание уделено конкретизации и унификации терминов, используемых при проведении экспертизы железнодорожного подвижного состава и оформлении документов.
Основное отличие новой Программы и методики [4] в том, что в ней впервые применен комплексный подход к экспертизе подвижного состава, эксплуатируемого на опасных производственных объектах, который рассматривался как технические устройства, одновременно находящиеся в сфере действия нормативных документов Ростехнадзора и Росжелдора, а также других государственных надзорных органов.
В методике определено ее место в общей структуре нормативных документов (рис. 1), регламентирующих порядок продления срока безопасной эксплуатации железнодорожного подвижного состава на опасных производственных объектах [1,2].
Рис. 1. Структура нормативных документов, регламентирующих порядок продления срока безопасной эксплуатации железнодорожного подвижного состава на опасных производственных объектах
Программа и методика [4] распространяется на процедуру проведения экспертизы вагонов-цистерн, вагонов-хопперов, полувагонов и крытых вагонов, предназначенных для перевозки опасных грузов.
Значительное место в Программе и методике [4] отведено классификации основных типов вагонов (рис. 2), используемых для перевозки опасных грузов, в соответствии с их конструктивными особенностями.
Рис. 2. Типы грузовых вагонов, используемых для перевозки опасных грузов
Программа и методика [4] устанавливает перечень и содержание работ по определению возможности продления срока безопасной эксплуатации вагонов, порядок проведения и основные требования к их выполнению.
На основе требований Программы и методики [4] разрабатываются программы технического диагностирования конкретной модели вагона с учетом конструктивных особенностей и условий его эксплуатации. При этом программу и методику технического диагностирования конкретной модели вагона применяют совместно с разработанной Программой и методикой [4].
Положения Программы и методики [4] согласуются с требованиями основных действующих нормативных документов Ростехнадзора. Так, в частности, работы по определению возможности продления срока безопасной эксплуатации вагонов осуществляют в порядке, установленном РД 03-484-02 и методикой, учитывающей особенности вагонов.
Программа и методика [4] рекомендует определенный порядок проведения работ по продлению срока безопасной эксплуатации вагона и включает следующие основные этапы:
— установление необходимости проведения работ;
— подачу и рассмотрение заявки на проведение;
— оформление договора, определяющего условия проведения экспертизы;
— проведение экспертизы промышленной безопасности;
— принятие решения о дальнейшей эксплуатации;
— проведение ремонта, предусмотренного решением о возможности продления срока безопасной эксплуатации;
— контроль за проведением ремонта.
Работы по экспертизе промышленной безопасности проводит экспертная организация, имеющая соответствующую лицензию Ростехнадзора в следующих областях аккредитации (в соответствии с Перечнем областей аккредитации экспертных организаций в Системе экспертизы промышленной безопасности, утвержденным решением бюро Наблюдательного совета Системы экспертизы промышленной безопасности в установленном порядке):
— проведение экспертизы проектной документации на строительство, расширение, реконструкцию, техническое перевооружение, консервацию и ликвидацию опасных производственных объектов: объектов транспортирования опасных веществ;
— проведение экспертизы промышленной безопасности технических устройств, применяемых на опасных производственных объектах. Техническое диагностирование: оборудования, работающего под давлением более 0,07 МПа или с температурой нагрева воды свыше 115° С; объектов транспортирования опасных веществ;
— проведение экспертизы промышленной безопасности документов, связанных с эксплуатацией опасного производственного объекта: на объектах транспортирования опасных веществ.
В Программе и методике приведен рекомендуемый алгоритм работ по определению возможности продления срока безопасной эксплуатации железнодорожного подвижного состава (рис. 3), а также определен перечень необходимых документов и сведений, которые предоставляет предприятие, направившее заявку на проведение экспертизы. На основании результатов экспертных работ оформляют итоговое заключение в виде Заключения экспертизы промышленной безопасности, которое проходит утверждение в соответствии с действующими требованиями Системы экспертизы промышленной безопасности и должно хранится в архиве экспертной организации в течение всего срока действия лицензии.
В Программе и методике [4] указаны рекомендуемые формы фиксирования необходимых данных при проведении работ от этапа технического диагностирования до этапа оформления технического решения о продлении срока службы.
Неотъемлемой составной частью Программы и методики [4] является Программа и методика продления срока безопасной эксплуатации котлов железнодорожных вагонов-цистерн для перевозки опасных грузов (далее Методика).
Указанная Методика разработана в соответствии с требованиями Правил безопасности при перевозке опасных грузов железнодорожным транспортом (РД 15-73-94), Методических указаний по осуществлению лицензионной деятельности при перевозке опасных грузов железнодорожным транспортом (РД 15-81-95), Указания МПС России по вопросу продления сроков службы грузовых вагонов № 764у от 27.08.1996 г. и Положения о продлении сроков службы грузовых и рефрижераторных вагонов государств - участников Соглашений о совместном использовании грузовых и рефрижераторных вагонов в международном сообщении от 22.03.2002 г. [3].
Рис. 3. Рекомендуемый алгоритм работ по определению возможности продления срока безопасной эксплуатации железнодорожного подвижного состава
Методика распространяется на котлы вагонов-цистерн с истекшим сроком службы, используемые для перевозки опасных грузов, и устанавливает содержание и порядок проведения работ по диагностированию с целью определения технического состояния котлов и в результате - возможности и условий их дальнейшей эксплуатации.
Методика расчета котла на циклическую прочность включает в себя два этапа. На первом выполняется проверка усталостной прочности элементов котла по критерию многоцикловой усталости. На втором этапе определяется ресурс работы котла из условия малоцикловой усталости.
Расчет ресурса при многоцикловом нагружении выполняется в соответствии с Нормами [2]. Расчетный ресурс определяется суммированием наработки котла до момента диагностирования и срока продления эксплуатации цистерны по формуле:
Обозначения приведены в соответствии с Нормами [2].
Расчет ресурса при малоцикловом нагружении разбивается на главный и второстепенные циклы.
Главный цикл характеризуется размахом напряжений от совместного действия веса и рабочего давления паров жидкого груза при загрузке-выгрузке и максимальной продольной силы удара, вызывающей давление гидроудара и дополнительные опорные реакции, уравновешивающие опрокидывающий момент. Количество главных циклов определяется числом загрузок цистерны в год.
Второстепенные циклы определяются действием продольных сил удара, статистическое распределение которых приведено в приложении 1 Норм [2]. Для вагонов-цистерн, не подлежащих роспуску с горки, используется усеченное распределение до среднего интервального значения продольной силы ударa, равного 3 MH. Для учета изменения направления действия продольных сил удара величина размаха напряжений во второстепенных циклах удваивается, а количество циклов в год принимается равным
В расчете дополнительно учитываются циклы гидроиспытаний, размах напряжений в которых определяется весом и давлением воды.
Остаточный ресурс котла цистерны определяется по зависимости
Программа и методика [4] в течение года прошла апробацию применительно ко всем типам указанных вагонов, после чего были внесены корректировки в зависимости от реальных условий проведения работы и применительно к большинству условий предприятий - собственников подвижного состава, а также ОАО «РЖД».
Комплекс работ по созданию и апробации Программы и методики [4] завершен согласованием этого документа российскими надзорными органами. Росжелдор принял Программу и методику [4] к обязательному применению российскими экспертными организациями при выполнении работ по продлению срока службы грузовых вагонов. Ростехнадзор, в свою очередь, согласовал и одобрил Программу и методику [4] в качестве методической основы при проведении работ по экспертизе железнодорожного подвижного состава, применяемого на опасных производственных объектах.
Литература
1. Российская Федерация. Законы. О промышленной безопасности опасных производственных объектов.: федер. закон № 116-ФЗ от 20.06.1997.
2. Нормы для расчета и проектирования новых и модернизируемых ваго¬нов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных). - М., ГосНИИВ- ВНИИЖТ, 1996.-317 с.
3. Положение о продлении сроков службы грузовых и рефрижераторных вагонов государств - участников Соглашений о совместном использовании грузовых и рефрижераторных вагонов в международном сообщении. - М., 2002. - 15 с.
4. Программа и методика работ по определению возможности продления срока безопасной эксплуатации железнодорожного подвижного состава, работающего на опасных производственных объектах: 714511427-01ПМ / ООО «ЭЦПС»: ООО «НЦТД» - СПб., 2006. - 70 с.
5. Сборник Типовых программ и методик обследования технического со¬стояния вагонов с просроченным сроком службы / ВНИИЖТ, ПГУПС, МПС РФ.-М., 1997.-49 с.
