ГОЗ - мониторинг
Баннер

"Урал" показал
новые шасси
для силовиков

Авторизация

Логин:
Пароль:

Поиск

Двойные стандарты: чем отличаются российский и западный подходы к проектированию сильфонных компенсаторов
Тема: Промышленность, Статьи

Сильфонные компенсаторы – изделия судового машиностроения, предназначенные для обеспечения целостности корабельных трубопроводов. Во всем мире они производятся в соответствии со строгими отраслевыми стандартами. Редакция пообщалась с российскими, американскими и европейскими экспертами, сравнила зарубежные и отечественные подходы к конструированию изделий, напрямую влияющих на безопасность службы личного состава и боеготовность морской техники.

Западный подход


При подготовке первой статьи в цикле о сильфонных компенсаторах корреспонденты Mil.Press FlotProm выяснили, что производители из Германии, США, Китая, Южной Кореи, Великобритании, Испании, Франции, Бразилии ориентируются на стандарт, разработанный EJMA (The Expansion Joint Manufacturers Association, Inc. – Ассоциация производителей сильфонных компенсаторов). Сама организация зарегистрирована в США.

Логотип ассоциации производителей сильфонных компенсаторов

EJMA позиционирует себя одновременно как сообщество профессионалов, и как агрегатор технической информации от предприятий, инженерных обществ, университетов и правительств.

Скотт Стелмар, главный инженер American BOA, рассказал корреспонденту Mil.Press, что на стандарт ассоциации ссылается и американский военный стандарт MIL-DTL-17813 на компенсаторы, трубы и металлические сильфоны для кораблей ВМС США, а также стандарты ASTM (International American Society for Testing and Materials – Американское общество тестирования и материалов) и ASME (American society of mechanical engineers – Американское общество машиностроителей).

1 / 2

Специалист из компании Macoga, расположенной в Испании, рассказал, что в Европе применяют два ключевых стандарта: EJMA и EM 14917.
"Мы все время разрабатываем продукты, основываясь на расчетах EJMA или стандарта EM 14917. Хотя EM тоже основан на стандарте Ассоциации производителей сильфонных компенсаторов", – рассказал специалист.
Стандарт EJMA и его производные – это не "справочники", а "задачники". Готовых расчетов в них практически нет. Есть формулы для самостоятельных вычислений. Стандарт содержит массу графиков, по которым инженер должен рассчитать требуемые значения.

Формула расчета предела выносливости

EJMA – документ, в котором нет отсылок к другим стандартам. Он позиционируется как законченное руководство, регламентирующее полный цикл производства сильфонных компенсаторов.

При этом, как отмечают собеседники Mil.Press FlotProm, он не обезличен. В документе приведены имена членов технического комитета EJMA, с которыми можно связаться, задать вопрос по методикам расчета или по другим моментам, к которым могут возникнуть вопросы. Таким же образом можно обратиться в секретариат EJMA и получить комментарий.

Европейский стандарт EM 14917 представляет из себя адаптацию стандарта EJMA с европейским уклоном, например, со ссылками на немецкие и британские научные издания и европейские стандарты.

Корреспонденты Mil.Press FlotProm связались со Стефаном Томанном, директором ассоциации Euro-Qualiflex, которая тоже представляет из себя европейское объединение производителей гибких металлических соединений. В ассоциацию входят компании из Германии, Швейцарии, Дании, Франции, Хорватии, Италии и Турции.

Стефф Томанн рассказал, что вычисления, связанные с расчетом сильфонных компенсаторов, достаточно сложны, поэтому предприятия прибегают к специальному программному обеспечению.
"Программное обеспечение не обязательно, но, поскольку стандарты EJMA и EM 14917 довольно сложны, и при расчете компенсаторов необходимо использовать много уравнений, рекомендуется использовать программное обеспечение, чтобы избежать ошибок", – рассказал директор Euro-Qualiflex.
Это касается и стандарта Американского общества машиностроителей ASME B31.3 "Process Piping" ("Технологический трубопровод"), в частности приложения X, которое содержит графики для расчета жизненного цикла сильфонных компенсаторов. Стандарт ASME основан на EJMA, но есть разница: графики, по которым вычисляется расчетное количество циклов, отличаются. При одних и тех же исходных данных результат будет разным.
Чак Брехт (Chuck Becht), научный сотрудник ASME, рассказал, что в стандарте общества машиностроителей изначально заложен большой запас прочности, тогда как EJMA этот запас не прописывает. Не прописывает не потому, что он не подразумевается, а потому, что обязанность его заложить несет конструктор. Разница состоит только в подходе к вычислениям.

Российский подход


В России стандарт EJMA хорошо известен отраслевым специалистам. Советский подход к стандартизации принципиально отличался от западного, что накладывает отпечаток и на современные российские стандарты.

По данным электронного фонда правовой и нормативно-технической документации консорциума "Кодекс", сегодня действуют 11 ГОСТов , напрямую связанных с сильфонами, сильфонными компенсаторами и сильфонными компенсирующими устройствами. В дополнение к ним существуют отраслевые стандарты и технические условия.

Семен Дунаевский, заместитель директора по научной работе НПФ "Центрального конструкторского бюро арматуростроения" (НПФ "ЦКБА") и секретарь технического комитета 259 "Трубопроводная арматура и сильфоны" Росстандарта, рассказал корреспонденту Mil.Press FlotProm, что не все заказы регламентируются ГОСТами.
"Межгосударственный или государственный стандарт нужен, когда он будет применяться для массового производства. Если создаются устройства со специальными требованиями, используется специальная конструкторская документация, отдельные технические условия", – рассказал специалист.
Тем не менее, по его словам, в судостроении чаще всего применяют серийные изделия, которые регламентируются разными стандартами.

Корреспонденты Mil.Press FlotProm изучили лоты судостроительных и судоремонтных заводов в Единой информационной системе в сфере закупок на приобретение сильфонных компенсаторов. В технических требованиях не всегда указаны стандарты, но могут быть и ГОСТы (ГОСТ 27036-86), и ОСТы (ОСТ В5Р.5588-90, ОСТ 5.5350-78), и технические условия (ТУ 5.551-19703-86).

Сильфонные компенсаторы

Собеседники Mil.Press FlotProm из судостроительной отрасли рекомендовали взять для сравнения с западными стандартами российские ГОСТ 27036-86 (межгосударственный стандарт на "Компенсаторы и уплотнения сильфонные металлические"), ГОСТ Р 51571-2000 (государственный стандарт "Компенсаторы и уплотнения сильфонные металлические. Общие технические требования") и ГОСТ Р 55019-2012 ("Арматура трубопроводная. Сильфоны многослойные металлические. Общие технические условия").

Если открыть эти стандарты и сравнить их с международным стандартом EJMA (в распоряжении редакции есть девятое издание) или европейским EM 14917 (в распоряжении редакции есть издание 2009 года с дополнениями от 2012 года), различия видны наглядно.

Схема компенсации изгиба трубопровода

Российские стандарты по большей части представляют из себя "справочники", состоящие из таблиц и чертежей возможных исполнений сильфонных компенсаторов.

Например, в ГОСТ 27036-86 ряд нормативных ссылок сменяется таблицами с основными параметрами и размерами, за которыми следуют чертежи с вариантами исполнения, после чего приводится ряд подробных таблиц к конкретным типам и исполнениям.

Технические требования в стандарте максимально конкретизированы. В привычном табличном варианте указаны допустимые материалы и технические характеристики изделий.

Конкретные требования предъявлены к вибропрочности, к снижению общего уровня вибрации, устойчивости к динамическим нагрузкам.
Указаны назначенные сроки службы (общий - не менее 20 лет, для компенсаторов конкретных исполнений – не менее 15 лет) и полный назначенный ресурс для всех изделий - 60000 часов.
Такой же подход прослеживается в ГОСТ Р 51571-2000 "Компенсаторы и уплотнения сильфонные металлические. Общие технические требования", только с учетом обобщенности: без таблиц и вариантов исполнений. Присутствуют только краткие указания – что и в каком диапазоне должно быть.

Аналогичная ситуация складывается с ГОСТ Р 55019-2012 "Арматура трубопроводная. Сильфоны многослойные металлические. Общие технические условия", разработанным НПФ "ЦКБА". Стандарт также представляет из себя сборник таблиц и суженных до определенного диапазона технических требований.

Владимир Кулухов, кандидат технических наук, изобретатель, патентообладатель, автор ряда научных работ по теме сильфонных компенсаторов, пояснил, что отечественные стандарты в таком формате разрабатывались в 1960-1970-х годах. При их создании специалисты выполнили большой объем теоретических и экспериментальных исследований. При этом они стремились к максимальной сходимости результатов вычислений и испытаний.
"Полученные результаты позволили создать принципиально новое поколение сильфонных компенсаторов с повышенными техническими характеристиками для кораблей ВМФ", - добавил ученый.

К чему на практике приводит разница в подходах


Форматы стандартов и применение определенного подхода к созданию сильфонного компенсатора напрямую влияют на комфорт взаимодействия между проектантом корабля, судостроительным заводом и производителем сильфонных компенсаторов.

Российский стандарт, который по сути представляет из себя справочник, позволяет при наличии исходных данных – диаметра трубопровода, внутреннего давления и т.д. – быстро определить необходимый тип и исполнение сильфонного компенсатора. Проектанту нет необходимости самостоятельно проводить расчеты изделия, даже с учетом возможности использовать специализированное ПО.

В свою очередь завод-производитель, имеющий все необходимые компетенции, чертежи и оборудование, быстро выполняет заказ. Компенсаторы, если они произведены по определенному технологическому циклу, в итоге получаются практически идентичными, что принципиально важно для четкого следования букве проекта.

Это же является барьером для контрафактной продукции – качественное изделие не произвести без соответствующего технического оснащения предприятия.

В случае с западными стандартами все наоборот. Проектант вынужден исполнять функцию конструктора и рассчитывать компенсаторы самостоятельно. Расчетами занимается и проектант, и завод-производитель.

Также разница в подходах при создании стандартов накладывает на предприятия разную степень ответственности. При использовании формул каждое отдельное производственное предприятие берет на себя обязательство точно рассчитать все необходимые значения. И это предприятие в дальнейшем отвечает за весь ход работ. У ассоциаций-стандартизаторов риск гораздо меньший.

Образец расчета конструкции сильфона

В российских реалиях все обстоит иначе: организация, разрабатывающая стандарт и формулирующая требования, опосредованно берет на себя ответственность за все предприятия, которые станут этим стандартом пользоваться. В этом отношении стандартизатор больше рискует своей репутацией, чем отдельный европейский производитель.

Владимир Кулухов рассказал, что у каждой организации-производителя есть своя методика расчета, которую компания обычно не афиширует.

"Я знаком с несколькими методиками, которые со временем только совершенствовались. Но это именно методики расчета, которые не оформлены в виде стандартов. Какие-то компании могут использовать западные методики, какие-то используют собственные, при этом не раскрывают их публично. Часть информации можно найти в отраслевых журналах, в научных публикациях. При этом с математической точки зрения некоторые методики расчета, с которыми я знаком, позволяют создать компенсаторы с более высокими характеристиками, чем при использовании западных стандартизированных методик", – рассказал специалист.

По мнению Владимира Кулухова, объективно сравнить российские и западные стандарты можно, если создать несколько сильфонных компенсаторов по одним требованиям, но рассчитывать их по разным стандартам. При испытаниях готовых изделий разница в методиках расчета станет максимально наглядной.

При этом ученый согласился с Семеном Дунаевским в части, касающейся разработки компенсаторов по специальному заказу. По его словам, для компенсаторов, предназначенных для постановки на корабли ВМФ России, требования по надежности очень высокие.

Возможно, именно с повышенными требованиями российских стандартов связана надежность этих изделий, поставляемых на корабли ВМФ России. Задокументированных случаев аварий по вине сильфонных компенсаторов можно обнаружить не так уж много.

Авианосец "Викрамадитья", ВМС Индии

Известен случай прогорания компенсатора в 1981 году на дизельной подлодке БС-486 "Комсомолец Узбекистана". Также известен инцидент с модернизированным в России авианосцем "Викрамадитья", где вышел из строя cильфонный компенсатор на газоходе. При этом в обоих случаях не детализируются причины происшествия. Информацию о том, что созданный строго в соответствии с требованиями стандарта на технически совершенном производстве сильфонный компенсатор являет собой надежное изделие, изданию Mil.Press Военное подтвердили и зарубежные эксперты.
"Инциденты с сильфонными компенсаторами происходят редко", – подчеркнул Скотт Стелмар, главный инженер Аmerican BOA, член технического комитета EJMA.
В следующей статье цикла Mil.Press FlotProm расскажет, какое оборудование нужно, чтобы произвести сильфонные компенсаторы, соответствующие высоким требованиям ВМФ России.

Валерий Бутымов

Есть, чем дополнить? Свяжитесь с редакцией Mil.Press:

+7(812)309-8-505, доб. 102;

Новинки главных военных выставках этого лета:
спецраздел «Форум Армия», спецраздел «Военно-морской салон», спецраздел «Авиасалон МАКС».