СССР
Государственный стандарт от 01 октября 1990 года № ГОСТ 20759-90

ГОСТ 20759-90 Дизели тепловозов. Техническое диагностирование и прогнозирование остаточного ресурса методом спектрального анализа масла. Общие требования

Принят
Государственным комитетом СССР по управлению качеством продукции и стандартам
11 октября 1990 года
Разработан
Министерством путей сообщения СССР
01 октября 1990 года
    ГОСТ 20759-90
    Группа Д59
    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
    Дизели тепловозов
    ТЕХНИЧЕСКОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА
    МЕТОДОМ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА МАСЛА
    Общие требования
    Diesel locomotive engines. Technical diagnostics and forecast of service life by means of oil spectral analysis. General requirements
    ОКП 31 2000
    Срок действия с 01.07.91
    до 01.07.96*

    _______________________________
    * Ограничение срока действия снято
    по протоколу N 5-94 Межгосударственного Совета
    по стандартизации, метрологии и сертификации
    (ИУС N 11/12, 1994 год). - Примечание изготовителя базы данных.


    ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
    1.РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством путей сообщения РАЗРАБОТЧИКИ
    А.С.Нестрахов, канд. техн. наук; В.Д.Черников; В.С.Антропов, канд. техн. наук; В.Т.Созаев, канд. техн. наук; А.Б.Подшивалов, канд. техн. наук.
    2.УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 11.10.90 N 2637
    3.Срок проверки - 1995 г.
    4.ВЗАМЕН ГОСТ 20759-75
    5.ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
    Обозначение НТД, на который дана ссылка Номер пункта, приложения
    ГОСТ 5962-67 2.2
    ГОСТ 9428-73 Приложение 2
    ГОСТ 16539-79 Приложение 2
    ГОСТ 18300-87 2.2
    ГОСТ 24104-88 2.2
    ТУ 6-09-426-75 Приложение 2
    ТУ 6-09-1503-87 Приложение 2
    ТУ 6-09-4272-84 Приложение 2
    ТУ 6-09-5346-88 Приложение 2
    ТУ 6-09-5832-88 Приложение 2

    Настоящий стандарт распространяется на дизели тепловозов, эксплуатируемых на железных дорогах.
    1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
    1.1.Метод спектрального анализа дизельного масла основывается на определении в нем концентрации элементов износа трущихся деталей дизеля, а также концентрации внешних загрязнителей масла с помощью фотоэлектрических стилометров МФС или установок, аналогичных им.
    1.2.Основными задачами технического диагностирования и прогнозирования остаточного ресурса дизелей методом спектрального анализа масла являются соответственно: выявление дефектов в трущихся деталях дизеля, смазываемых маслом, на ранней стадии их развития, а также причины износа этих деталей дизеля и определение допустимых межремонтных пробегов тепловозов.
    Примечание. К трущимся деталям дизеля, смазываемым маслом, относятся: втулки цилиндров, поршни и поршневые кольца, коленчатые и кулачковые валы, их подшипники и детали других агрегатов, характеризующие техническое состояние дизеля; к внешним загрязнителям масла относятся песок и вода.
    2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗНОСА В ДИЗЕЛЬНОМ МАСЛЕ
    2.1.Отбор проб
    2.1.1.Пробы масла необходимо отбирать перед постановкой тепловозов на техническое обслуживание и ремонты с периодичностью, установленной на предприятии.
    2.1.2.Проба масла производится при прогретом до рабочих параметров (масла, воды) работающем дизеле. Для этого предварительно необходимо слить не менее 0,5 л масла из трубопроводов и только после этого отобрать пробу в количестве 0,5 л.
    2.1.3.На каждую емкость с пробой масла на этикетку наносят маркировку, содержащую:
    серию тепловоза, его номер секции;
    вид ремонта или технического обслуживания;
    марку масла;
    дату отбора пробы;
    пробег от последней смены масла.
    2.2.Аппаратура, материалы и реактивы
    а) фотоэлектрическая установка МФС или установка, заменяющая ее, в комплекте с генератором дуги переменного тока, штативом, полихроматором и электронно-регистрирующим устройством;
    б) машина для перемешивания проб масел (У1024);
    в) весы лабораторные типа ВЛР-20г ГОСТ 24104*;

    _______________
    * На территории Российской Федерации действует ГОСТ 24104-2001, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.


    г) весы лабораторные типа ВЛР-200Г ГОСТ 24104;
    д) весы технические ТГ-1-1;
    е) ступки агатовые или яшмовые для растирания оксидов при приготовлении образцов;
    ж) ультразвуковая установка УЗУ-1, 6-0;
    з) секундомер;
    и) электроды фасонные (черт.1);
    к) электроды дисковые (черт.2);
    Черт.1 Черт.2

    л) оксиды металлов химически чистые или чистые для анализа;
    м) спирт этиловый ректификованный по ГОСТ 5962* или по ГОСТ 18300;

    _______________
    * На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51652-2000. - Примечание изготовителя базы данных.


    н) бумага масштабно-координатная;
    о) журналы для регистрации проб и записи результатов анализа.
    Рекомендуемые формы журналов приведены в приложении 1.
    Набор оксидов определяется характерными элементами, определяющими износ деталей дизеля.
    Рекомендуемый перечень оксидов приведен в приложении 2.
    Требования к помещению для лаборатории спектрального анализа масла и комплектование оборудованием помещения приведены в приложении 3.
    2.3.Приготовление типовых образцов
    2.3.1.Образцы масла для спектрального анализа необходимо приготовить из свежих масел тех же марок, которые употреблялись в исследуемых дизелях тепловозов при их эксплуатации.
    2.3.2.Перед приготовлением образцов масло должно быть проверено на соответствие показателям качества, установленным в стандарте или технических условиях.
    2.3.3.Контролируемые элементы (металлы) следует вводить в образцы масла в виде оксидов, растертых в ступке.
    2.3.4.Для анализа масел необходимо приготовить не менее четырех образцов с содержанием каждого элемента от 3 до 300 г/т. Рекомендуемые значения типичных концентраций элементов в образцах приведены в приложении 4.
    2.3.5.Допускается для приготовления образцов с малыми концентрациями элементов (до 3 г/т) при отсутствии соответствующих лабораторных весов пользоваться смесями образцов с повышенным содержанием элементов.
    Пример расчета оксидов для образцов приведен в приложении 5.
    2.3.6.После введения навесок оксидов в чистое масло приготовленную смесь следует перемешать. Для лучшего перемешивания рекомендуется применять ультразвуковые установки.
    2.3.7.Образцы перед каждым анализом необходимо перемешивать механической мешалкой не менее 4 ч.
    2.4.Построение калибровочных графиков
    2.4.1.Каждый образец необходимо подвергать анализу на установке МФС не менее 10 раз.
    2.4.2.После анализа каждого образца должны быть подсчитаны: среднее значение показаний (отсчетов ) по измерительному прибору установки МФС по формуле
    , (1)
    где - число анализов;
    - величина показания (отсчета) при -м анализе;
    относительное среднее квадратическое отклонение среднего значения показания (показатель точности) по формуле
    . (2)
    2.4.3.Если среднее квадратическое отклонение измеренной величины для концентрации 10 г/т и более составляет менее 5%, то строят калибровочные графики.
    Если погрешность больше 5%, число анализов необходимо увеличить.
    2.4.4.Графики следует строить в логарифмических координатах: по оси абсцисс откладывают значения концентрации элементов; а по оси ординат - средние значения показаний (отсчетов с измерительных приборов установки МФС).
    2.4.5.Одновременно с анализом образцов необходимо проводить анализ контрольных масел и подсчитывать средние значения показаний по всем каналам измерения установки при десятикратных определениях.
    Примечание. В качестве контрольных масел используют свежие дизельные масла, на которых приготовлялись образцы, и масла, бывшие в употреблении на дизеле.
    2.4.6.После построения калибровочных графиков следует записать режим, при котором выполняется анализ образцов.
    2.5.Подготовка аппаратуры
    2.5.1.Фотометрическая установка после включения и прогрева должна быть проверена на воспроизводимость.
    Перед проверкой установки необходимо убедиться в том, что параметры, определяющие режим анализа, соответствуют выбранным величинам данной установки.
    2.5.2.Установку проверяют анализом проб контрольных и свежих масел.
    Если средние значения показаний по измерительному прибору при троекратных определениях отклоняются не больше, чем на 15% от средних значений контрольных определений, то проверку заканчивают. При больших отклонениях следует проверить чистоту стержневых и дисковых электродов и пористость дисковых электродов.
    Методика определения пористости дисковых электродов приведена в приложении 7.
    Затем проверяют положение входной цели установки (рекомендуется 1 раз в декаду), фотометрическую и электрическую воспроизводимость согласно техническому описанию установки (МФС) и заново подвергают анализу образцы и контрольные масла.
    2.6.Подготовка проб масла
    2.6.1.Непосредственно перед анализом проба должна быть перемешана механической мешалкой в течение 30 мин.
    2.6.2.В зимний период при низких температурах воздуха пробы, доставленные в лабораторию, перед перемешиванием должны быть подогреты до температуры воздуха помещения, в котором проводят анализ.
    2.7.Проведение анализа
    2.7.1.В штатив устанавливают дисковый электрод до упора на оси привода, верхний электрод устанавливают в цанговом зажиме. При установке верхнего электрода с помощью шаблона должен быть установлен заданный межэлектродный промежуток.
    2.7.2.Подготовленную для анализа пробу масла заливают в ванночку, которую устанавливают на столике штатива.
    2.7.3.Во время анализа на МФС-3 необходимо контролировать величины параметра, которые должны соответствовать паспортным данным установки:
    напряжение питания генератора дуги;
    ток дуги генератора;
    ток трансформатора;
    разрежение в штативе.
    2.7.4.После окончания анализа производится опрос по каналам измерения и результаты записывают в журнал (см. Приложение 1, форма 2).
    2.8.Обработка результатов
    2.8.1.Анализ каждой пробы масла должен проводиться два раза.
    2.8.2.Расхождение между результатами двух параллельных определений отсчета (величины измерения) не должно превышать 15%.
    2.8.3.При получении расхождений более чем на 15% производят третье определение, за результат принимают среднее арифметическое значение двух определений в пределах допустимых отклонений.
    Если значение результата третьего определения находится в пределах допустимых расхождений каждого из двух предыдущих определений, то за результат анализа принимают среднее арифметическое значение результатов трех определений.
    2.8.4.Концентрацию элементов определяют по средним величинам полученных отсчетов (измерений) с помощью тарировочных графиков.
    Концентрацию элементов в масле указывают в граммах на тонну масла (г/т) с округлением до целых чисел.
    3.ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЕЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА
    3.1.Объектами диагностирования являются узлы (или детали) дизеля, омываемые маслом.
    3.2.Диагностирование узлов (или деталей) должно производиться на основании измерения концентрации продуктов износа в масле и анализа изменений ее за пробег тепловоза между отборами проб масла.
    3.3.Концентрацию элементов износа в масле следует определять согласно разд.2.
    3.4.Для анализа значений концентрации характерных элементов износа в масле используется вероятностный вычислительный алгоритм, основанный на сопоставлении данных анализа с фактическим состоянием узлов и деталей дизеля. Для этого необходимо вычислить диагностический коэффициент () по формуле
    , (3)
    где - число случаев, когда -й узел (или деталь) дизеля находится в состоянии нормы (1) при нахождении -го параметра в -м диапазоне значений;
    - то же, когда -й узел находится в состоянии отказа (2);
    - контролируемая неисправность узла (или детали) дизеля;
    - диагностический параметр;
    - число диагностических параметров;
    - значение диагностического параметра;
    - число диапазонов значений -го параметра.
    Примечание. Допускается применение логических алгоритмов с обязательным установлением браковочных норм вероятностными методами (см. приложение 6).
    3.5.Вычисленное значение диагностического коэффициента должно сравниваться с порогом для каждого диагностируемого узла (или детали) дизеля.
    Примечание. Порог для каждого диагностируемого узла (или детали) устанавливают по результатам сопоставления данных анализа и фактического состояния узла (или детали), полученных в период накопления данных.
    Если диагностический коэффициент -го узла () будет равен или больше значения порога (), то контролируемый узел (или деталь) находится в состоянии нормы.
    Если , то контролируемый узел находится в состоянии отказа и необходима разборка и освидетельствование.
    Пример вычисления диагностического коэффициента и установления диагноза узла (или детали) дизеля приведены в приложении 8.
    4.ПРАВИЛА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ДИЗЕЛЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА МАСЛА
    4.1.Объектами прогнозирования являются узлы (или детали) дизеля, смазываемые маслом.
    4.2.Прогнозирование остаточного ресурса дизеля (его узлов и деталей) должно производиться по средним значениям концентрации элементов износа за выполненный пробег от ремонта дизеля с переборкой.
    4.3.Концентрацию элементов износа в масле следует определять согласно разд.2.
    4.4.Среднюю концентрацию () на момент прогнозирования вычисляют по формуле
    , (4)
    где - концентрация элемента в масле при -м отборе пробы;
    - число отборов пробы от последнего ремонта тепловоза с переборкой дизеля.
    4.5.Значение остаточного ресурса () определяют как разность полного ресурса по износу узла (или детали) дизеля и фактически выполненного пробега и вычисляют по формуле
    , (5)
    где - допустимый износ, г;
    - коэффициент массообмена, характеризующий условия работы дизеля и вычисляемый как среднее арифметическое значение по прогнозируемым элементам износа для парка тепловозов одной серии, т/тыс. км;
    - средняя концентрация на момент прогнозирования, г/т;
    - пробег на момент прогнозирования, тыс. км.
    4.6.Допускается вычислять остаточный ресурс по условной величине полного ресурса () по формуле
    , (6)
    тогда
    . (7)
    Пример расчета остаточного ресурса дизеля по результатам спектрального анализа масла приведен в приложении 9.