9.2. Дослідження аварій і аварійних ситуацій

При експлуатації ГРМ бувають помилкові рішення і навіть грубі порушення правил технічного використання і обслуговування ГРМ, які призводять до їх відмов і створення аварійних ситуацій. Наведемо приклади.

На одному з танкерів типу «Спліт» виникла відмова ГРМ. Руль виявився заклиненим в положенні на борту, тому судно стало виконувати маневр циркуляції в Неаполітанській затоці при наявності там інших суден. Протягом декількох хвилин судно було некерованим, але завдяки гарній погоді та вірно прийнятим рішенням капітана аварії не сталося.

Першопричиною відмови стала стопорна гайка на кінці керуючої штанги 12 (див. рис. 9.1) виконавчого механізму електричної системи управління. Гайка була законтрена, в результаті відбулося її самовідгвинчування і вона впала на робочу зону штанги 12, яка, переміщуючись в одне з крайніх положень, стиснула гайку з силою, що розвивається черв'ячно-гвинтовим виконавчим механізмом 9, і заклинило його разом з електродвигуном 11. Насоси регульованої подачі отримали задану величину ексцентриситету, і руль переклався при цьому на борт. Повернути кермо в діаметральну площину в цьому випадку можна було, тільки повернувши штангу 12 в нульове положення і далі в протилежний бік. Однак для її зрушення із заклиненого стану виявилося недостатньо зусиль від одного з двох виконавчих електродвигунів.

Завдяки щасливому випадку після декількох перемикань ліній управління (на містку), штанга 12 була зрушена зі свого місця іншим електродвигуном 11. Після цього руль можна було перекладати в обмежених межах, щоб уникнути повторення аналогічної відмови, оскільки гайка ще залишалася на робочій зоні штанги 12. Гайку вдалося поставити на місце, і далі рульова машина працювала нормально.

Відмова ГРМ могла не бути такою важкою і небезпечною, якби не були сильно вироблені зубці бронзової черв'ячної шестерні, що деформувалися, і додатково заклинили черв'як редуктора. Граничне вироблення зубців шестерні сталася через повну відсутність мастила (смазки) в корпусі редуктора, а мастило було відсутнє тому, що на редукторі було зафарбоване разом з корпусом спеціальне оглядове вікно.

На рис. 9.1 показана кінематична схема автономної плунжерної ГРМ. Роз’яснимо принцип її дії. Два ідентичних виконавчих механізми ІМ (від двох ліній управління) працюють на один вихідний керуючий елемент – шток 12, переміщення якого h є завданням для ГРМ на перекладку руля. Це завдання за допомогою важелів BD (точка D при цьому нерухома) і FG, з'єднаних між собою в точці С, і штанги 17 передається насосам 8 регульованої подачі, які створюють згідно з отриманими переміщеннями е1 і е2 регульованих органів подачу Q1 і Q2 робочої рідини.

Рис. 9.1. Кінематична схема типової плунжерної ГРМ

Взаємне розташування насосів, що приводяться в дію електродвигунами 7, таке, що їх подачі складаються. При роботі насосів в циліндрах 6 плунжерного приводу створюється перепад тисків (р1 - р2) і руль 1 за допомогою плунжерів 5 і румпеля 2 переміщується на деякий кут α. При цьому зворотний механічний зв'язок 4, віддалений на відстані r0 від осі обертання баллера 3, повертає за допомогою важелів DB і FG штангу 17 в початкове середнє положення, при якому сумарне переміщення регульованих органів насосів е = 0. Коли руль зупиняється, його кут перекладки α відповідає завданням h за значенням і напрямком.

З’єднувальна штанга 17 запобігає неузгодженості насосів, а незначні відмінності параметрів е1 і е2 усуваються регулюючим пристроєм – талрепами 15, 16 на кінцях штанги NL.

У разі відмови дистанційної системи керування рульова машина приводиться в дію штурвалом 10 аварійного управління. Він з'єднується в такому випадку з редуктором. 9. Покажчики положення руля на містку отримують електричний сигнал від датчика 14, що приводиться в дію важелем 13, який з'єднаний зі штоком 12.

Таким чином, дана ГРМ, що має механічний зворотний зв'язок 4, є самостійним замкнутим контуром, тобто автономною слідкуючою системою, включену послідовно замкнутому контуру електричної системи управління.

Ця ГРМ має принципову відмінність від інших ЕГРМ. Вона полягає в наявності штанги 17, яка запобігає неузгодженості насосів.

Тривалий час мотористи, що направляються вахтовим механіком кожну вахту в румпельне приміщення для перевірки роботи ГРМ і мастила її основних вузлів, доповідали про її нормальну роботу, не підозрюючи про зростаючу небезпеку важкої відмови. Вона могла з часом статися навіть без випадкового випадання стопорної гайки, так як тривав інтенсивний знос і деформація зубів черв'ячної шестерні.

Далі розглянемо наступну аварійну ситуацію. На відміну від попереднього прикладу в даному випадку причина небезпечної відмови ГРМ була глибоко прихована. Знадобилися трудомісткі дослідження протягом трьох діб для пошуку причини.

Ситуація була така.

При вході судна (серія «Пула») в протоку Босфор з Чорного моря сталася відмова ГРМ – розірвалася штанга, що з'єднує насоси, товщиною 30 мм (див. поз. 17 на рис. 9.1). Капітан повернув судно (при обмеженій його керованості) назад в Чорне море і в безпечному місці виконали ремонт ГРМ. Встановили нову штангу, провели випробування ГРМ на всіх режимах роботи і повторно пішли в протоку.

Ситуація повторилася знову розірвалася з’єднувальна штанга насосів. Капітан знову повернув судно назад для повторного ремонту.

Відремонтували ГРМ ще раз і капітан ще раз спробував увійти в протоку. Однак знову розірвалася штанга і капітан відмовився йти в рейс до кваліфікованого з'ясування причини поломок ГРМ і надійного її ремонту.

Були проведені тривалі переговори по радіотелефону з судном і виконувалися рекомендовані перевірки, але вони не дали результатів. Тому судно повернули до Одеси для ґрунтовних досліджень в пошуках причини поломок ГРМ.

Необхідно зауважити, що раніше на цій серії суден (і деяких інших серіях) виникали відмови ГРМ при спільній роботі насосів. Причина була з'ясована. Це були автоколивання. Для їх усунення був розроблений проект модернізації ГРМ. Він був впроваджений на трьох серіях суден і результати були позитивні. Рульові машини надійно працювали на всіх суднах. І раптом цей випадок!

Була створена велика комісія для розслідування цієї аварійної ситуації. Природно всі члени комісії (і автор в тому числі) спочатку шукали причину в автоколиваннях. Однак випробування ГРМ на стійкість за розробленою раніше і схваленої Регістром методикою показали нормальну роботу ГРМ. Значить причина прихована в іншому.

Численні повторні випробування ГРМ на всіх режимах показували її нормальну роботу, тому члени комісії пропонували не затримувати далі навантажене судно і відправити його в рейс.

Однак не давало спокою одна обставина: які сили розривали штангу? Таких сил раніше не було і теоретично їх не повинно бути!

На третю добу виявили недостатній зазор між шпонкою баллера (перетин 30х100 мм) і важільним механізмом управління насосами. Норми на цей зазор немає. Чи впливає він на роботу ГРМ? Думки розділилися.

За наполяганням автора розібрали (вкотре!) механізм управління насосами і виявили в його нижній частині (навпроти шпонки!) вироблення глибиною 0,5 мм довжиною 12 мм. Це вироблення зробила шпонка!

Кінематичний аналіз показав, що в разі торкання шпонки о важільний механізм управління насосів, крутний момент від баллера величиною до 600 кНм міг створювати велике вигинаюче зусилля на штанзі 17 (див. вектор F◦ в точці G на рис.9.1). Саме це зусилля вигинало, а потім розривало штангу.

Думки знову розійшлися: це – теорія, а на практиці при багатьох випробуваннях ГРМ шпонка не зачіпала механізм, тому що зазор є!

Так, невеликий зазор є, але він недостатній, тому що на хвилюванні баллер «грає» по вертикальній осі щодо корми судна (тобто фундаменту ГРМ).

Нарешті, все зрозуміли, що при випробуваннях в порту на тихій воді баллер «не грав» і шпонка не зачіпала механізм насосів. При русі по спокійному Чорному морі ГРМ також працювала нормально, але при вході в протоку Босфор з Півночі завжди є вітер і брижі (зибь) навіть в гарну погоду. Тут і відбувалися поломки ГРМ через зачіпання шпонки о важільний механізм.

В результаті всіх досліджень посадили шпонку на місце і заварили її для надійності, а судну побажали щасливого плавання в будь-який шторм!

Нерідко аварійні ситуації створюються в результаті грубих помилок судноводіїв при недбалому використанні ГРМ. Наведемо приклади.

Судно входило в канал в гирлі Дунаю. Вахтовий помічник, намагаючись включити в роботу другий насос, переплутав кнопки і зупинив діючий. Сталася відмова ГРМ, причина якої не була оперативно встановлена ​​і судно вийшло на бровку каналу. В результаті цього гвинт, що обертається, торкнувся ґрунту і був пошкоджений валопровід. Судно було відбуксоване для докового ремонту в найближчий порт.

Аналогічний випадок стався на іншому судні тієї же серії. Воно сіло на мілину, але при цьому не був пошкоджений гвинторулевий комплекс, і судно, завдяки м'якому мулистому ґрунту саме благополучно знялося з мілини без пошкоджень корпусу.

Наведені приклади свідчать не тільки про необхідність навчання штурманського складу правилам використання ГРМ, але також вивчення ними конструктивних особливостей сучасних рульових машин і можливих характерних відмов. Такі знання дозволять штурманам оперативно визначати і усувати свої помилки при використанні ГРМ.

Далі розглянемо характерну аварію суден, експертиза якої виконувалася за участю автора.

Це аварія танкера «Л» при його зіткненні з суховантажем «М» в Баб-Ель- Мандебській протоці.

Танкер був завантажений мазутом (близько 34000 т) і йшов зі швидкістю 15 вузлів в південну частину протоки після перетинання кордону поділу руху. Погода і стан моря: вітер південно-східний 5 м / с, хвилювання – 2 бали, видимість більше 10 миль, ясна місячна ніч.

Попереду по курсу зі швидкістю 10 вузлів прямував суховантаж «М», завантажений вугіллям. Капітан танкера прийняв рішення обігнати його, змінив курс і через деякий час суховантаж виявився на траверзі лівого борту, відстань 6 кбт.

У цей момент відбулася нестійка спільна робота ДГ-1 і ДГ-3 і знеструмився місток. Для з'ясування причини в машинне відділення були викликані старший механік і електромеханік. Останній почав вводити в паралель ДГ-2, але не зміг цього зробити, так як істотно знизилася частота струму через перевантаження.

Раніше була відома несправність регулятора обертів ДГ-1, яку не усунули до виходу в рейс, і в даний момент стала причиною нестійкої спільної роботи ДГ-1 і ДГ-3. Вручну встановили регулятор і стабілізували напругу на ГРЩ.

Аварійний дизель-генератор спрацював і вимкнувся після відновлення напруги. Однак автоматичний перемикач не спрацював і напруга від ГРЩ не була подана на АРЩ, від якого живляться обидві (?!) лінії керування насосними агрегатами та інші споживачі на містку. Місток залишався знеструмленим, але насоси чотириплунжерної рульової машини були в роботі, можна було використовувати аварійне управління рулем. Нормально працював і головний двигун. Після знеструмлення містка капітан і його помічники виконували свої функції, але як? і які були результати?

Зв'язатися з суховантажем по УКВ і іншими способами не змогли.

Аварійні вогні «Не можу управлятися» (живлення від акумуляторів 24 В) не включили, так як попередній електромеханік змінив положення кнопки.

Капітан направив в румпельне приміщення четвертого помічника для використання аварійного управління рулем. Але той був стажистом (керівник – капітан) і не знав, як використовувати аварійне управління. Тому він пішов шукати по судну старшого рульового і старшого електрика. Першого знайшов, а другого шукали разом. Знайшли його в румпельному. Він був направлений сюди електромеханіком для з'ясування причини відмови рульової машини, але не діяв.

Утрьох повідомили на місток про те, що готові виконати команду щодо аварійного управління рулем, але вони її не отримали. Було вже пізно, через якусь мить стався удар. Танкер на повній швидкості протаранив форштевнем лівий борт суховантажу в районі 1 і 2 трюмів.

На рис. 9.2 показана схема маневрування танкера при аварії. Вона не вимагає пояснень, але може викликати тільки здивування.

Рис. 9.2. Схема маневру танкера «Л» при його зіткненні з суховантажем «М»: Л1 і М1 – вихідні положення суден; Л2 і М2 – положення суден при відмові рульової машини на танкері «Л»; Л3 і М3 – положення суден при зіткненні танкера «Л» з суховантажем «М»; ДЦ – діаметр циркуляції танкера «Л»

У момент знеструмлення містка (відмови рульової машини) руль знаходився на лівому борті з малим кутом (5 ÷ 10)°, тому циркуляція судна мала великий діаметр ДЦ.

Тривалість аварійної ситуації (від відмови рульової машини до зіткнення суден) виявилася рівною 90 хв. Для порівнянь скажімо, що в каналах і більш складних протоках вона відповідала б (1 ÷ 2) хв.

При зіткненні обидва судна отримали серйозні пошкодження, але залишилися на плаву. Таранна переборка танкера витримала удар і запобігла розливу мазуту. Пожежі не було. Матеріальний збиток склав приблизно 900000 руб.

В якості короткого аналізу цієї аварії необхідно сказати наступне:

– всіма посадовими особами екіпажу танкера (механіками і судноводіями) були порушені основні вимоги документів ІМО, правила технічної експлуатації і т. д.

– при модернізації рульової машини відповідно до вимог ІМО було допущено грубе порушення: обидві лінії управління насосами живляться від одного джерела – АРЩ, а повинні живитися окремо: від АРЩ і ГРЩ.

– не виконувалося вимога ІМО: всі особи, пов'язані з використанням або обслуговуванням рульового приводу, повинні знати роботу встановлених на судні рульових систем та порядок переходу з однієї системи на іншу.

– не проводилися навчання з аварійного управління рулем згідно з вимогами ІМО.

– не були виконані галузеві вимоги щодо комплектування провідними фахівцями великотоннажних суден (VII група), що перевозять небезпечні вантажі. Командування судном здійснював і. о. капітана, службу технічної експлуатації очолював старший механік без досвіду роботи на цій посаді, електромеханік мав II розряд (технік замість інженера). У рейс не були направлені ні капітан-наставник, ні механік-наставник.

Як підсумок аналізу поставимо питання: «Як можна було уникнути аварії?» Відповідь така: перш за все слід було використовувати своєчасно аварійне управління рулем. Крім того, можна було використовувати маневр головного двигуна на безпечній ділянці циркуляції судна.