автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Совершенствование технического обслуживания сборочных единиц автомобильных цистерн для транспортирования нефтепродуктов

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах рукописи

МЕЩАНИНОВ АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ АВТОМОБИЛЬНЫХ ЦИСТЕРН ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Специальность 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор В. Г. Коваленко

Москва, 1999 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение Глава 1. 1.1.

1.2.

1.3.

1.4.

1.5.

1.6.

Глава 2.

2.1. 2.2.

2.3.

2.4.

2.5.

Состояние вопроса, цели и задачи исследования 7

Значение специализированных автотранспортных средств в общей системе нефтепродуктообеспечения 7

Состояние и перспективы развития автотранспортных средств для транспортирования и заправки нефтепродуктов 10

Особенности конструкции автоцистерн-заправщиков (АЦЗ), режимов их функционирования и технического обслуживания 15

Новые требования безопасности и особенности технической эксплуатации АЦЗ 26

Современная организация управления использованием и техническим состоянием АЦЗ 29

Основные выводы, цель и задачи исследований. Структурная схема исследований 33

Разработка методов исследований процесса функционирования АЦЗ 38

Имитационная модель процесса функционирования АЦЗ 38

Методика исследования процесса функционирования АЦЗ для оптимизации системы ТО и Р 44

Методология сбора и обработки статистической информации о временных показателях функционирования при эксплуатации АЦЗ 55

Методология оценки надежности АЦЗ 61

Выводы 71

Глава 3.

Исследования по прогнозированию показателей надежности сборочных единиц (СБЕ) АЦЗ и управлению уровнем запасов СБЕ АЦЗ 72

3.1. Исследование процесса функционирования АЦЗ и прогнозирование показателей наработки новых СБЕ 72

3.2. Исследование по обоснованию показателей надежности новых СБЕ АЦЗ 78

3.3. Особенности расчета трудозатрат на ТО и TP АЦЗ 85

3.4. Методология расчета уровня запасов СБЕ АЦЗ 93

3.5. Выводы 115

Глава 4. Совершенствование организации управления процессами

под держания работоспособности АЦЗ 116

4.1. Основы типизации технологических операций ТО АЦЗ в различных условиях использования 116

4.2. Разработка структуры формирования режимов ТО сборочных единиц АЦЗ 119

4.3. Формирование производственной программы ТО АЦЗ для обеспечения безопасности эксплуатации при различных стратегиях выполнения технических воздействий 123

4.4. Технология управления техническим состоянием АЦЗ 128

4.5. Рекомендации по внедрению результатов исследования 132 Общие выводы 137 Библиографический список используемой литературы 141 Приложения

1. Условные обозначения 155

2. Математическая модель методики исследования процесса функционирования АЦЗ для оптимизации системы ТО и Р 156

3. Статистические данные СКВ "Кремдормаш" по X-характеристикам СБЕ автоцистерны АЦ-8,5-255Б 161

4. Статистические данные ВАТТ по ^-характеристикам СБЕ технических средств службы горючего 163

5. Пример использования коэффициента корректировки Кдцз 164

6. Результаты оценки подачи заказов и оптимальных уровней запасов СБЕ АЦЗ 166

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Система обеспечения нефтепродуктами в Российской Федерации в настоящее время претерпевает существенные изменения, связанные с развитием рыночных отношений. Функционируют крупные нефтяные компании, которые расширяют свои инфраструктуры в регионах Российской Федерации, стремятся полнее заполнить рынок, в том числе розничной торговли моторными топливами. Существенно возрастают темпы транспортирования нефтепродуктов от нефтеперерабатывающих заводов к перевалочным (нефтесбытовым) складам регионов и от них к автозаправочным станциям (АЗС). Подвоз моторных топлив от нефтесбытовых предприятий к АЗС осуществляется только автомобильными средствами: автоцистернами, полуприцеп-цистернами, прицеп-цистернами.

В связи с присоединением Российской Федерации к Европейскому соглашению о международной перевозке опасных грузов автомобильным транспортом (ДОПОГ)_ повышаются требования по обеспечению безопасности всеми российскими автоперевозчиками, выполняющими транспортирование нефтепродуктов на внутренних и международных линиях [47]. ДОПОГ вызывает существенное повышение требований к конструктивному обеспечению безопасности автомобильных транспортных средств, поэтому важной задачей для отрасли становится совершенствование системы технического обслуживания и ремонта автомобильных средств транспортирования и заправки нефтепродуктами. Решение этой задачи позволит обеспечить надежность и безопасность функционирования всего парка автомобильных средств транспортирования нефтепродуктов, дополнить действующее положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта [92]. Оценка уровня надежности и обоснование новых приемов технического обслуживания комплектующего технологического оборудования автомобильных цистерн-заправщиков (АЦЗ)

становится актуальной с учетом специфики их функционирования в новых условиях и требований пожарной и экологической безопасности.

Цель диссертационной работы. Целью диссертационной работы является научное обоснование принципов технического обслуживания комплектующего технологического оборудования (сборочных единиц) автомобильных средств для транспортирования и заправки нефтепродуктов, а также обоснование методов прогнозирования показателей надежности этого оборудования для обеспечения безопасности эксплуатации АЦЗ.

Объектом исследований является технологический процесс функционирования автотранспортных средств для транспортирования и заправки нефтепродуктов. Предметом исследования является надежность СБЕ этих средств в процессе эксплуатации в условиях выполнения транспортных перевозок нефтепродуктов от нефтебаз до автозаправочных станций.

Научная новизна работы состоит в разработке методики исследования процесса функц - я АЦЗ для оптимизации системы ТО и Р, в также в разработке методологий: 1) обоснования показателей надежности новых СБЕ АЦЗ по данным аналогов; 2) управления уровнем запасов СБЕ АЦЗ.

Практическая ценность работы заключается в подготовке обоснованных предложений по техническому обслуживанию СБЕ и автомобильных транспортных средств транспортирования и заправки с учетом повышения требований безопасности эксплуатации, а также предложений по расчету потребности в запасных частях СБЕ АЦЗ и интенсивности их поставок.

На защиту выносятся:

методика исследования процесса функционирования АЦЗ в системе нефтепродуктообеспечения города (региона) с целью оптимизации системы ТО и Р АЦЗ;

методология прогнозирования эксплуатационной надежности АЦЗ, оснащенных новыми СБЕ;

исследования особенностей расчета трудозатрат на ТО и ТР АЦЗ;

методология управления запасами СБЕ АЦЗ.

Реализация результатов работы. Основные методологические разработки, имитационная модель и результаты исследований использованы в учебном процессе на кафедре эксплуатации автомобильного транспорта Московского государственного автомобильно-дорожного института (технического университета), в учебно-курсовых комбинатах РФ при обучении в соответствии с требованиями ДОПОГ. Практические рекомендации по техническому обслуживанию технологического оборудования автомобильных средств транспортирования и заправки нефтепродуктов представлены к внедрению на автотранспортных предприятиях РФ, использующих АЦЗ при транспортировании и заправке нефтепродуктов.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и одобрены на 55й, 56й, 57й научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ (ТУ) 1997 - 1999 гг. Диссертационная работа заслушана и одобрена на заседании кафедры эксплуатации автомобильного транспорта.

Публикации. По материалам диссертации написано учебное пособие и статья.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений. Диссертация содержит 113 страниц машинописного текста, 7 таблиц, 20 иллюстраций, список литературы из 134 наименований и 6 приложений.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. ЗНАЧЕНИЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В ОБЩЕЙ СИСТЕМЕ НЕФТЕПРОДУКТООБЕСПЕЧЕНИЯ

Специализированные автотранспортные средства (CATC) традиционно играют важную роль в обеспечении перевозок нефтепродуктов. Их значение в общей системе обеспечения нефтепродуктами Российской Федерации (РФ) возрастает в связи с развитием рыночных отношений, основой которых является концентрация предприятий различных форм собственности в сфере транспортно-экспедиционных услуг между производителями и потребителями нефтепродуктов.

В группу CATC входят автомобили и автопоезда с оборудованием, конструктивно приспособленным к перевозке нефтепродуктов и проведению пбгрузочно-разгрузочных работ. В общем случае к CATC относятся автоцистерны (АД) для транспортирования светлых и вязких нефтепродуктов, автопоезда в составе специально дооборудованных седельных тягачей и полуприцепов-цистерн (ППЦ) или в составе автоцистерн с прицепами-цистернами (ПЦ) [53, 107]. К CATC относят также автотранспортные средства для заправки нефтепродуктами техники в полевых условиях автотопливозаправщики (АТЗ), автотопливомаслозаправщики (АТМЗ), автомобильные заправщики специальными жидкостями (ЗСЖ) и маслозаправщики (МЗ).

По зарубежному и отечественному опыту нефтеобеспечения к группе CATC можно отнести автомобильные средства с так называемыми "сменными кузовами", в том числе с контейнерами-цистернами, передвижными резервуарами, блочно-модульными цистернами и другими емкостями сменного типа [1, 101, 108]. За рубежом к группе CATC относят также средства,

обеспечивающие комбинированные (смешанные) перевозки нефтепродуктов -контрейлеры. Контрейлеры представляют собой автомобильные поезда с полуприцепами-цистернами (трейлерами), специально приспособленные к транспортированию нефтепродуктов в заполненном состоянии на специализированных железнодорожных платформах, речных и морских судах и паромах, а также в самолетах. Для России контрейлерные перевозки, в том числе нефтепродуктов, являются в настоящее время новым видом перевозок, который еще предстоит осваивать, комплексно развивая соответствующую инфраструктуру от нефтеналивных терминалов до создания специализированных железнодорожных платформ, судов и средств перегрузки контрейлеров [108].

Во всех странах мира и в России на автомобильные средства приходится существенная часть отправок нефтепродуктов с нефтеперерабатывающих заводов и перевалочных нефтебаз на средние и короткие расстояния непосредственно до потребителей. С началом формирования и перераспределения рынка нефтепродуктов в РФ акционированные нефтяные компании, способные осуществлять весь комплекс операций от разведки, добычи и нефтепереработки до -реализации нефтепродуктов, заменяя действующую государственную систему нефтеобеспечения, пересматривают структуру перевозок нефтепродуктов для повышения эффективности своей деятельности в регионах России и крупных городах. Российские нефтяные компании включают в свой состав нефтебазы, средства доставки нефтепродуктов и автозаправочные станции [54].

В связи с региональной разобщенностью сбытовой сети и нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ), высокими тарифами железнодорожных перевозок нефтепродуктов и отсутствием региональной сети

нефтепродуктопроводов, кроме нефтяных компаний к автомобильным перевозкам нефтепродуктов в настоящее время подключаются автотранспортные предприятия крупных городов и автотранспортные подразделения МО, имеющие в своем составе, автоцистерны для светлых и темных нефтепродуктов.

Наибольшее значение автомобильные транспортные средства для транспортирования нефтепродуктов традиционно имеют в обеспечении перевозок моторных топлив от нефтебаз и наливных пунктов до АЗС. В крупных городах, например, в г. Москве, АЦЗ обеспечивают перевозку моторных топлив практически ко всем стационарным и контейнерным АЗС, а также к подвижным и модульным АЗС [54, 55, 71, 106].

Можно отметить, что за последние 2...3 года количество АЗС в г. Москве и Московской области существенно увеличилось за счет строительства и ввода в эксплуатацию новых АЗС частными фирмами-инвесторами, а также за счет расширения и модернизации государственных АЗС, переданных под гарантию московских структур частным предпринимателям и нефтяным компаниям. На первом этапе развития сети АЗС наибольшее распространение получили подвижные АЗС (ПАЗС), при этом использовалось большое количество автотопливозаправщиков, спешно переоборудованных под АЗС. В настоящее время этот вид АЗС в г. Москве запрещен, их заменили специально разработанные контейнерные АЗС (КАЗС), роль которых особенно увеличилась в Подмосковье и на Московской кольцевой автомобильной дороге (МКАД). Основным направлением развития АЗС в г. Москве остаются стационарные АЗС (САЗС), подвоз моторных топлив к которым, как правило, может осуществляться только АЦЗ, т. е. автоцистернами и наливными автопоездами. В

г. Москве функционирует около 200 АЗС, еще 100 находится в стадии проектирования и строительства [ 53].

В настоящее время правительство г. Москвы в целях обеспечения пожаробезопасное™ и сокращения дорожно-транспортных происшествий (ДТП) запретило применение ПАЗС, а строительство КАЗС разрешает только в случаях, когда нельзя построить стационарную САЗС в местах наибольшей потребности в заправке. Сейчас в г. Москве действует более 200 КАЗС и еще под размещение 100 КАЗС выделены участки. Подвоз нефтепродуктов к ним предусматривается за счет АЦЗ. Принимая во внимание роль и значение АЦЗ в нефтепродуктообеспечении потребителей г. Москвы, в разрабатываемой программе оптимизации перевозок нефтепродуктов от нефтеналивных пунктов к АЗС учитываются современные требования безопасности транспортного участка функционирования "АЦЗ, уделяется большое внимание техническому состоянию автоцистерн-заправщиков и наливных автопоездов, находящихся в эксплуатации.

1.2. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ И

ЗАПРАВКИ НЕФТЕПРОДУКТОВ

В настоящее время парк АЦ включает автоцистерны и прицеп-цистерны

•2 л

вместимостью от 4 до 10 м и полуприцепы-цистерны вместимостью 15 м , разработанные по ГОСТ 27352-87 [20]. Последние годы парк АЦ в России пополняется наливными автопоездами в составе седельных тягачей и полуприцепов-цистерн вместимостью до 30 м3.

При общей тенденции _ к увеличению вместимости цистерн _ перспективных АЦ экономические соображения, а также требования безопасности движения на дорогах и в населенных пунктах заставляют предпринимателей регулировать соотношение типов подвижного состава для

цистерн вместимостью 10, 20 и 30 м3. При этом учитывается вместимость стандартного модуля КАЗС, равного 10м3 [71].

На маршрутах основных перевозок нефтепродуктов от НПЗ к — перевалочным и распределительным нефтебазам за рубежом наибольшее применение находят автопоезда с цистернами и полуприцепами с максимальной полной массой до 40 т, которая ограничивается дорожными условиями. В Великобритании допустимая масса 5-осных автопоездов составляет 38 т, в Люксембурге 6-осных автопоездов - до 50 т, во Франции 4-осных автопоездов до 38 т, 5-осных - до 44 т [1]. По мнению некоторых зарубежных экспертов, увеличение допустимой суммарной массы 5-осных автопоездов свыше 40 т в настоящее время является экономически и технически нецелесообразным. Главными препятствиями увеличения полной массы наливных автопоездов являются Дорожные ограничения по воздействию нагрузок на полотно дороги. Нормативы европейских государств допускают нагрузку на ось автотранспортного средства не более 11,5 т, в РФ - не более -10 т. Это также является определенным ограничителем в создании отечественных АЦЗ соответствующего класса вместимости цистерн перспективных зарубежных аналогов. Тем не менее работы- по созданию отечественных автоцистерн для перевозок нефтепродуктов вне населенных пунктов, т. е. по основным транспортным магистралям, продолжаются, в том числе и с целью создания конкурентоспособных изделий для реализации на европейском рынке АЦЗ. При этом учитываются общие тенденции совершенствования грузовых автомобилей, замены существующих механических подвесок пневматическими и существенное улучшение тормозной системы. Для некоторых отечественных полуприцепов-цистерн используются зарубежные шасси полуприцепов или их колесная тележка.

Перспективы развития отечественных АЦЗ связаны с реализацией требований ГО