Россия выстроит собственную навигационную систему 5 страница

Узловая технология, несмотря на свои достоинства, как метод электромонтажа всего судна применяется редко - в ос­новном при постройке малонасыщенных мелких судов и катеров. Это обусловлено значительными трудностями в опреде­лении точных длин отрезков кабелей и обеспечении сохранности запроектиро­ванного взаимного расположения приборов, кабельных трасс и смежных изде­лий относительно корпуса. В то же время принципы узловой технологии частично применяются при монтаже почти всех судов.

На этих принципах основана перспективная агрегатно-блочная технология электромонтажа, в которой узлы рассмат­риваются как простейшие виды сборочных единиц, при этом предполагается, что местные кабели, входящие в состав сборочных единиц более высоких уровней, должны поступать на участки сборки (для последующего монтажа) в виде узлов.

Широкое распространение получили параллельная и авто­номно-районная (АРТ) технологии. Наблюдается тенденция к все большему применению APT на крупных и средних судах, а в отдельных случаях также и на малых судах. Это вызвано не­прерывным усложнением судов и, как следствие, трудностями своевременного выполнения ЭМР в целом корпусе.

Основные требования, которым должны соответствовать со­временные организаци­онные методы выполнения ЭМР, сводятся к следующему:

- уменьшение зависимости работ по постройке судна от готовности ЭМР (сня­тие ЭМР с критического пути сетевого графика постройки судна);

- соответствие графику работ судостроительного завода;

- перенос максимально возможного объема работ с судна в цех, с целью повы­шения уровня механизации работ и произ­водительности труда;

- обеспечение равномерной загрузки электромонтажного цеха;

- снижение непроизвопительных затрат времени.

6.2.1. Агрегатно-блочная технология

Область применения

Модульно-агрегатный метод постройки характеризуется выполнением основного объема работ (в том числе и электромонтажных) не на стапеле, а в цеховых ус­ловиях - в сборочных единицах и блок модулях. Этот метод развивается на базе совершенствования блочного метода по­стройки судов. Агрегатно-блочная технология (АБТ) монтажа э/о, разработанная применительно к условиям модульно-агре­гатного метода постройки, также во многом базируется на ме­тодах монтажа при блочной постройки судов, в частности на принципах технологии критических зон. Для внедрения мо­дульно-агрегатного метода, не­обходима существенная модерни­зация производственной базы судостроитель­ного завода, в частности, строительство цехов агрегатных сборок, цеха сборки блок-модулей.

АБТ, разработанная применительно к условиям этого метода постройки, также ос­нована на выполнении основного объёма ЭМР в сборочных единицах вне стапеля и индустриализации этих работ путём выполнения наиболее массовых и трудо­емких производственных процессов и технологических операций в специализи­рованных цехах, участках, на рабочих местах.

Формирование объектов электромонтажа.

Объектами электромонтажа при АБТ являются сборочные еди­ницы (СЕ), блок-мо­дули судна и судно в целом.

Обычно блок-модули являются и технологическими районами монтажа. Однако, в случаях, когда блок-модули по размерам значительно меньше строительных рай­онов (блоков), принятых при постройке аналогичных судов другими методами и основная часть магистральных кабелей составляют межблочные кабели, (напри­мер, на очень крупных судах), допускается дополнительно разбивать судно на укрупнено-монтажные районы (УМР), охватывающие несколько блок-модулей. В этом случае судно сдаётся под электромонтаж по сборочным единицам в це­хах аг­регатных сборок по УМР - в процессе формирования кор­пуса из блок-модулей на стапеле, целым корпусом. Помещения смежных блок-модулей и УМР, находящиеся в забойной зоне, сдаются под электромонтаж после окончания всех монтажно-сты­ковочных работ вместе с последним из этих смежных блок-модулей и районов.

Окончательное формирование технологических районов мон­тажа производится на стадии разработки рабочего проекта технологии выполнения электромонтажных и регулировочных ра­бот.

В начале уточняется состав СЕ, в которых будут выпол­няться ЭМР, а также оп­ределяется их объём и сложность. С учётом получения данных и принятого в проекте деления судна на СЕ производится его разбивка на электромонтажные районы (бригадные участки). Такими районами может быть группа небольших СЕ, изготавливаемых на одном цеховом уча­стке, отдельные крупные СЕ (зональный блок, небольшой блок-модуль), часть крупного блок-модуля (помещения одной палубы, специализирован­ный пост и т.п.).

Выполнение ЭМР в группах мелких СЕ для каждого блок-мо­дуля, крупных зональ­ных блоках, каждом блок - модуле и УМР, корпусе судна фиксируется в сетевом графике постройки судна отдельными событиями.

Подготовительные работы в цехе и на судне.

Важным условием своевременного выполнения подготовитель­ных работ является обеспечение поэтапной поставки э/о и кабельных изделий с учётом сроков подготовки СЕ (в том числе и блок–модулей) и укрупнено - монтажных рай­онов под электромонтаж согласно сетевому графику постройки судна. Поставка всего э/о и кабельных изделий судна в один этап к началу ЭМP ведёт к замора­живанию материальных ресурсов на складах. К тому же за этот срок могут ис­течь гарантийные обязательства заводов поставщиков э/о.

Порядок выполнения электромонтажные работ при АБТ.

Электромонтажные работы производится в три этапа.

На первом этапе, в СЕ до зонального блока включительно, в цехе агрегатных сборок монтируются все кабели внутренних связей СЕ (расположенные от ад­реса до адреса в пределах данной СЕ). На втором этапе, в блок - модулях судна в цехе сборки блоков (на отдель­ных построечных позициях) после погрузки в блок - модули СЕ более низкого уровня монтируются кабели внутренних связей блок–модулей (т.е. внутриблочные ме­стные и магистральные кабели, не во­шедшие в состав СЕ других уровней). В технологически обоснованных случаях возможна прок­ладка до стыка блок-модуля кабелей внешней связи, при этом сво­бодные концы их должны быть сбухтованы и на период до сты­ковки блоков за­щищены от механических повреждений.

На третьем этапе, в блок-модулях в период формирования корпуса, а также в целом корпусе на стапеле и построечной набережной монтиру­ются кабели внеш­них связей блок-модулей (т.е. межблочные, местные и магистральные кабели). В тех случаях, когда судно дополнительно разбито на УМР, ЭМР вы­полняются в че­тыре этапа: первый и второй этапы аналогичны описанным, на третьем этапе ра­боты выполняются в блок-мо­дулях в период формирование УМР и на стапеле после полной подготовки их к монтажу, на четвертом этапе - на стапеле и до­строечной набе­режной в целом корпусе.

6.2.2. Модернизированная автономно–районная технология

В модернизированной автономно–районной технологи (АРТМ) более полно уч­тены требования производства, а также прин­ципы и опыт применения техноло­гии критических зон (и в пер­вую очередь - по схемному принципу образования техноло­гиче­ских районов монтажа). Существенные изменения претерпели принципы районирования судна. Так, вместо трех категорий районов (автономно-монтажный, электромонтажный и район-мо­дуль), предусмотрены две категории: автономно-мон­тажный район (АМР), так как по AMP судно подается под монтаж и элек­тро­монтажный (ЭР), так как по ЭР, соответствующим бригадным уча­сткам организацион­ной структуры электромонтажного цеха, ор­ганизуются работы на судне. Увели­чены размеры АМР - при де­лении судна по территори­альному признаку они соот­ветст­вуют одному или нескольким строительным районам (блокам) судна, из ко­торых формируется корпус. Предусмотрено образование AMP по схемному при­знаку, с выделением критических зон в от­дельные AMP,а также выделение на крупных судах в от­дельный AMP зон размещения основных трасс магистральных ка­белей в пределах всего судна или крупных его частей (в том числе кабельных коридоров). Наиболее целесообразным при обра­зова­нии таких AMP является включение в их состав всех поме­ще­ний, через которые проходят трассы кабелей, а также участков размещения отводов от трасс магистральных кабелей (до конечных приборов).

Порядок выполнения электромонтажных работ.

APТM основана на выполнении ЭМР в отдельных автономно-монтажных районах судна независимо от готовности к электро­монтажу остальных районов. Подготовка производства и выполне­ние ЭМР при данной технологии осуществляется по сле­дующему плану:

- в технологическом графике постройки судна выделяют чётко регламентированный этап монтажа э/о в каждом из AMP;

- поставку э/о и кабельных изделий планируют производить в несколько этапов (или в один этап), с учетом сроков подго­товки AMP под электро­монтаж;

- началу электромонтажных работ в AMP предшествует ком­плектация рабочей про­ектной документации на монтаж э/о, тех­нологическая комплекта­ция всего монтируемого э/о и кабелей по электромонтажным районам, выполнение полного объема слесарно-подготовительных и изоляционных работ в этих районах;

- суда подготавливаются и сдаются под электромонтаж по AMP, образован­ным как по территориальному, так и по схемному признаку. Технологией формирования кор­пуса судна должна быть обеспечена первоочередная подго­товка к ЭМР критических AMP. Последовательность и сроки представления AMP под монтаж устанавлива­ются технологическим планом выполнения ЭМР и графиком строительства судна;

- монтаж кабельных сетей в AMP начиняется с прокладки внутрирайонных магист­ральные кабелей, затем прокладываются местные кабели. Монтаж местных кабелей начинается с критиче­ских электросистем и с наиболее сложных электромонтажных узлов.

Межрайонные магистральные кабели прокладываются по мере подачи AMP под монтаж в несколько этапов, по основным направ­лениям затяжки кабелей. При отсут­ствии или малочисленности внутрирайонных магистральных кабелей монтаж ка­бельные сетей может начинаться с прокладки местных кабелей. В этом случае внут­рирайонные магистральные кабели прокладываются вместе с межрайонными.

- на крупных судах с большим объёмом работ по монтажу ма­гистральных кабелей их монтаж выполняется отдельным этапом (при технологической целесообразности). Возможны два варианта этапного монтажа магистральных кабелей:

- основные трассы магистральных кабелей выделяются в са­мостоятельный AMP, который подается под монтаж в первую оче­редь. Монтаж других AMP производится в установленном выше по­рядке, при этом первоначально заканчиваются работы по про­кладке магистральных кабелей;

- подготовительные и ЭМР в каждом AMP выполняются в два этапа: в начале под­готавливаются и сдаются под электромонтаж помещения или части их, где расположены основные трассы маги­стральных кабелей, прокладываются магистральные кабели, под­готавливаются и сдаются под электромонтаж остальные помещения AMP, затем производится внешний и внутренний монтаж во всех помещениях AMP.

В случае монтажа трасс магистральных кабелей отдельным этапом изоляционные и покрасочные работы к началу ЭMP выпол­няются в объемах, обеспечивающие про­кладку трасс магистраль­ных кабелей;

- все кабели прокладываются от адреса до адреса без про­межуточных бухтовок. При крупноблочном изготовлении надстроек и корпуса судна, предусматривающем на­сыщение блоков э/о и ка­белем вне стапеля до стыковки блоков, в обоснованных слу­чаях допускается применение кабельных соединителей для соединения магистраль­ных кабелей, расположенных в разных блоках, а также бухтовка этих кабелей;

- каждый затянутый и окончательно уложенный по всей трассе кабель вводят в э/о. Внутренний монтаж э/о одновре­менно начинается с внешним монтажом;

- монтаж э/о, в котором рациональное размещение жил кабе­лей возможно только по­сле ввода в прибор всех подключаемых к нему кабелей (например, при увязке жил в жгуты), начинается после укомплектования его всеми кабелями, в том числе и маги­стральными;

- монтаж штепсельных разъемов (ШР) на кабелях, подключае­мых к прибору через разъемы, двухстороннее оконцевание мест­ных кабелей и односторонне-магистраль­ных, по возможности, производят в цеховых условиях;

- регулировочно-сдаточные работы выполняют по мере завер­шения монтажа элек­тросистем в AMP и целом корпусе судна;

- организацию ЭМР при серийном строительстве судов реко­мендуется осуществлять на принципах электромонтажного потока.

6.2.3. Определение технического уровня электромонтаж­ного производства в судо­строении

Под техническим уровнем (ТУ) электромонтажного производства понимается совокуп­ный показатель, количественно характеризую­щий степень совершенства применяе­мых предприятием технологи­ческих процессов, средств механизации и оснастки.

Определение ТУ электромонтажного производства произво­дится с целью:

- выявления фактически достигнутого ТУ;

- принятия обоснованных управленческих решений по повыше­нию ТУ;

- целенаправленного формирования планов технического про­гресса.

В судовом электромонтажном производстве устанавливаются следующие подвиды производства:

Каждый подвид судового электромонтажного производ­ства разбит на виды работ. Определение технического уровня электромонтажного производства производится на базе:

- принятого типового разделения всего электромонтажного производства на виды работ;

- установленных пяти базовых значений технического уровня: 0,200; 0,400; 0,600; 0,800; 1,000.

Установленные пять базовых значений ТУ электромонтажного производства харак­теризуются следующим:

- наивысшему техническому уровню I,000 соответствует автоматизированное цеховое производство, с объемом вынесенных ЭМР с судов в цехи не менее 50%;

- уровню 0,800 соответствует комплексно-механизированное цеховое производство, с объемом вынесенных ЭМР с судов в цехи не менее 25%;

- уровню 0,600 соответствует механизированное цеховое про­изводство, с объёмом вынесенных ЭМР 15%;

уровню 0,400 соответствует производство с частичной или полной механизацией технологических процессов монтажа;

уровню 0,200 соответствует ручное производство с частич­ной механизацией труда.

ТУ судового электромонтажного производства цеха определя­ется по судну, объём производства, по которому составляет наибольшее значение в программе электро­монтажного цеха. При этом в случае, когда цех выполняет электромонтажные ра­боты на судах, отличающихся принятой технологией ЭМР, для опреде­ления ТУ вы­бирается по одному судну из каждой группы судов с одинаковой технологией.

Расчёт ТУ электромонтажного производства по предприятию.

Расчетные формулы.

ТУ по предприятию рассчитывается в следующей последова­тельности:

- по каждому электромонтажному цеху определяются проекты судов, наиболее полно характеризующие уровень применяемой при их монтаже техники и технологии производства и имеющие наи­больший удельный вес (по трудоемкости) в программе цеха;

- с помощью системы определителей и формул находится ТУ каждого вида работ, подвида производств и общий ТУ по дан­ному проекту;

- определяется ТУ производства по каждому цеху;

- определяется значение ТУ по предприятию в целом.

ТУ вида работ определяется по формуле:

где: - численное значение ТУ по определителю вида работ; - коэффици­ент весомости определителя; - количество рядов определителей в данном виде работ.

7 Элементы монтажа

В качестве элементов электромонтажа принимается кабель, оборудование, мате­риалы.

7.1. Кабель

Одним из основных предметов труда судовых электромонтаж­ных работ являются судовые кабели и провода, поэтому необхо­димо знать их основные характеристики и монтажные качества.

В зависимости от назначения и конструктивного исполнения кабели, применяемые на судах, разделяются на группы (рис.7.1.)

Как сказано в стандарте, судовым кабелем называется, один или несколько изолиро­ванных гибких электрических проводников, заключенных в общую защитную обо­лочку, допускающую непосред­ственную прокладку по стальным деталям корпусного набора по сырым помещениям и на открытых палубах.

Основные технические данные кабелей:

- марка;

- конструкция (конструкции жилы, количество экранирован­ных и неэкранированных жил, сечение жил, мм² , наружный диа­метр и допуски отклонений);

- материал изоляции жил и оболочки (резина, пластмасса);

- строительная длина отрезков, м;

- наибольшее рабочее напряжение;

- наименьший допустимый радиус изгиба, выраженный в диа­метрах кабеля;

- предельная температура на жиле при эксплуатации;

- срок службы.

Рис.7.1. Типы судовых кабелей

Практически ни одна из этих характеристик не может игно­рироваться при монтаже. Однако, значение этих характеристик не одинаково.

Основными конструктивными элементами судовых кабелей, яв­ляются токопро­водя­щие жилы, изоляция, экраны, шланговая оболочка. Токопроводящие жилы ка­белей, применяемых на судах, изготавливаются, как правило, из отожжённой электротехниче­ской меди ММ I (медь мягкая, содержащая не более 0,01% посторон­них при­месей). Числом проволок, образующих токопроводящую жилу, определяется гиб­кость кабеля. В зави­симости от конст­рукции токопроводящих жил, кабели делят на: предназначенные для не­подвижной прокладки, для подключения к подвижным токо­приемникам и особо гибкие. На судах используются все указан­ные типы кабелей. Число токопроводящих жил в ка­белях может быть различным.

В обозначениях судовых кабелей буквы расшифровываются следующим образом:

К-кабель, М - малогабаритный, Р - резиновая изоляция или оболочка,

П- поли­этиленовая изоляция, В- поливинилхлоридная оболочка, Н- резиновая оболочка не распространяющая горения, Э-экранированные жилы или общий экран из медных прово­лок, С - кабель связи, Т- телефонный кабель, У- кабель управления. Встре­ча­ются случаи когда, эти буквы могут иметь и другое значение, определяемое спе­ци­фикой конкрет­ной технической до­кументации. Как правило, марка кабельного изде­лия состоит из букв, которые обозначают назначение кабеля и материалы его отдельных конструк­тивных элементов. Условное обозначение ка­беля с тремя медными жи­лами сечением 70 мм² с резиновой изоляцией и в резиновой оболочке, не распро­стра­няющей горе­ния, будет иметь вид: КНР 3X70 мм², а малогабаритного кабеля с се­мью экранирован­ными жилами сечением 0,5 мм² с полиэтиленовой изоляцией, в поливинил­хлоридной оболочке и в общем экране - КМПРВЭ 7х0,5 мм².

Кабель используется для передачи электроэнергии различной мощности, в связи с этим сечения токопроводящих жил образуют ряд: 0,35; 0,5; 0,75; 1,0; 1,5; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240мм².

Одно­жильные судовые ка­бели изго­тавливаются и с большими сечениями токопроводящих жил - 300мм².

В качестве изоляционных материалов для токопроводящих жил кабелей приме­няются кремнийорганические, этиленпропиле­новые резины, полиэтилен, фторопласт, магнезия и ряд дру­гих мате­риалов.

Для защиты кабелей от внешних помехонесущих полей, а так же в целях сниже­ния уровня полей, создаваемых самими ка­бе­лями, предусматри­ваются электромаг­нитные экраны. Они из­готов­ляются в виде оплётки из медных проволок диаметром 0,12 - 0,15 мм, либо из медные лент, накладываемых друг на друга с перекрытием 20%. Для экранировки жил в телефонных кабелях используется металлизированная бумага. Защита от механиче­ских воздействий обеспечивается путем использования общей оплетки из стальных оцинкованных проволок (панцирные ка­бели). С целью повышения помехозащищённости в некоторых кон­струкциях кабелей применяется парная скрутка жил, так на­зы­ваемый бифиляр.

Определение характеристик кабелей.

Судовые кабели рассчитаны на работу в интервале темпера­тур окружающей среды от -40 до + 45°С (при неподвижной про­кладке) и от -30 по +45°С (при работе с подвижными токопри­емниками), а также при влажности 100% и температуре 35°С. Кабели до­лжны обладать стойкостью к воздействию вибрационных и ударных нагрузок и не распространять горения (не более I мин).

Допустимый нагрев кабелей под воздействием токовой на­грузки и темпера­туре t^о окружающей среды определяется теплостойкостью применяемых электроизо­ляционных и шланговых материалов показан в табл. 7.1.

Таблица 7.1.

Ресурс кабелей различных марок при эксплуатации в диа­па­зоне рабочих темпе­ратур колеблется от 50 по 100 тыс. ча­сов, срок службы составляет от 12 до 25 лет.

Прокладка кабелей допускается при температуре не ниже - 15°С. Изгиб кабелей при монтаже, а также в процессе его экс­плуатации в зависимости от особенностей конкретной конст­рук­ции допускается с радиусом не менее 5-10 наружных диамет­ров кабеля. При выборе типа кабелей и их сечения необходимо знать как электриче­ские, так и тепловые характеристики.

Кабели, применяемые на судах, как правило, рассчитаны на номиналь­ное напряжение 690В переменного и 1100В по­стоянного тока. Однако, в ряде случаев, (например, в системах электродвижения) могут использо­ваться и высоковольтные кабели на напряжение 3,3; 6,6 и 10 кВ. Силовые кабели рассчитаны на эксплуатацию при частоте пере­менного тока до 400 Гц, а частотный диапазон кабелей контроля и управле­ния может достигать 200 кГц. Элек­трическое сопротивление токопроводящей жилы кабеля постоянному току определяется:

где: = 0,01757 - удельное электрическое сопротивление для меди при t^о = +20°С; l– длина токопроводящей жилы, м; S – поперечное сечение жилы, мм².

При температуре нагрева токопроводящей жилы, отличной от t^о = +20°С, ее электрическое сопротивление постоянному току может быть опре­делено из равенства:

, Ом

где: - температурный коэффициент электрического сопро­тивления для меди = 0,004 на 1°С.

При переменном токе вследствие изменяющегося электромагнитного поля, сопротивле­ние токопроводящих жил кабеля увеличивается, что обусловлено поверхностным эффектом и эффектом близости.

Рис.7.2. Отношение активного сопротивления жил кабеля на различных частотах к сопротивлению постоянному току при различных сечениях

Изменение отношения ак­тивного сопро­тивления медных скрученных токопроводящих жил кабелей на пе­ре­менном токе к сопротивлению на постоянном токе, вследствие этого, в зависимо­сти от величины сече­ния показано на рис.7.2.

При частоте тока 50 Гц сопротивление токопроводящих жил кабеля возрастает, если сечение превышает 240 мм².

Индуктивность цепи характеризуется отношением потока к току, создающему этот поток. Индуктивность двухжильного ка­беля определяется на основании пара­метров, показанных на рис. 7.3.

Рис.7.3. Основные параметры, используемые при расчете кабеля

При этом для неэкранированного кабеля используется фор­мула:

а для экранированного - формула:

С возрастанием частоты передаваемого тока индуктивность увеличивается. Ин­дуктивность каждой жилы трехжильного кабеля или трёх одножильных кабелей, расположенные в вершинах равно­стороннего треугольника, определяется аналогичным образом.

В случае расположения трех одножильных кабелей в одной плоскости индуктивность среднего кабеля определяется по фор­муле для неэкранированного кабеля. В этом случае в качестве следует принимать расстояние между осями двух соседних кабе­лей. Индуктивность крайних кабелей определяется по формуле:

где r – радиус жилы, i_a., i_c- сила тока в крайних проводах А и С.

В трёхжильном кабеле в каждый момент времени сумма вели­чин тока во всех жилах равна нулю, и результирующий магнитный поток в окружа­ющем их пространстве (на некотором удалении от них) практически тоже равен нулю. Индуктивное сопротивление жилы кабеля рассчитывается по формуле:

Ёмкость одножильных экранированных жил, включая и радиочастотные, относительно экранной оболочки будет равна:

R - радиус кабеля; - диэлектрическая проницаемость мате­риала изоляции.

Ёмкость, одной жилы двухжильного кабеля в общей ме­таллической оболочке определяется по зависимости:

а емкость между жилами трехжильного кабеля - по формуле:

Под действием проходящего по кабелю электрического тока выделяется тепло­вая энергия. Основными источниками тепла в кабеле являются потери в токопрово­дящих жилах, а также в изо­ляции и металлических оболочках одножильных кабелей, исполь­зуемых в системах переменного тока.

Мощность тепловых потерь в токопроводящих жилах в расчёте на 1м длины ка­беля будет определяться выражением:

где: n -число токопроводящих жил кабеля; I -ток нагрузки, А; R -омическое (на постоянном токе) или активное (на пере­менном токе) электрическое сопротивление токопроводящей жилы.

Тепловые потери в изоляции рассчитываются по формуле:

где: - угловая частота; С- емкость кабеля ; U -фазное напряжение; -угол потерь.

Мощность электрических потерь в изоляции при достаточно высоких (десятки киловольт) напряжениях, а также при высоких частотах передаваемого тока становится соизмеримой с Рж. При рассмотрении тепловых режимов в низкочастотных судовых кабе­лях величина Р_из не учитывается.

Тепловые потери в металлических оболочках одножильных ка­белей, используе­мых для передачи электроэнергии переменного тока, обусловлены индуктированной ЭДС и появлением уравни­тельных токов. Эти потери зависят как от взаимного рас­положе­ния кабелей, так и от расстояния между ними. При пропускании тока проис­ходит нагрев кабеля и, следовательно, изменение его температуры Θ. Соответст­вующие зависи­мости приведены на рис.7.4.