Особенности применения в вагоностроении

В соответствии с гигиеническими требованиями к служебно-бытовым вагонам рефрижераторного подвижного состава железных дорог и их эксплуатации параметры факторов, определяющие условия труда, должны соответствовать определенным величинам. Изложены эти требования в соответствующих Санитарных правилах и нормах СанПиН.

Выделим следующие требования, предъявляемые к проектированию и серийному производству подвижного состава:

• гигиенические требования к вентиляции и отоплению;
• гигиенические требования к параметрам среды в помещениях;
• требования по охране окружающей среды;
• гигиенические требования к параметрам среды в помещениях служебно-бытовых вагонов.

Для того чтобы обеспечить выполнение каждого из приведенных требований, необходимо профессиональное оборудование, позволяющее с высокой точностью обеспечить контроль и регулирование каждого параметра. Наше предприятие на протяжении более 15 лет занимается разработкой и производством подобных приборов и систем. Мы предлагаем Вам ознакомиться с выпускаемым нами оборудованием. В настоящее время наши контрольно-измерительные приборы успешно эксплуатируются на вагоностроительных и вагоноремонтных предприятиях, в частности на ФГУП "Усть-Катавский вагоностроительный завод им. С.М.Кирова" ( ФГУП "УКВЗ"), ОАО "Метровагонмаш", ОАО «Коломенский завод», Забайкальская железная дорога - филиал ОАО "РЖД" (Дорожный центр диагностики пути), Уссурийский локомотиворемонтный завод - филиал ОАО "РЖД", ОАО "РЖД" Новосибирский стрелочный завод, Воронежский тепловозоремонтный завод им. Дзержинского - филиал ОАО "РЖД", Петуховский литейно-механический завод - филиал ОАО "РЖД", МВСЗ им. Вайтовича-филиал ОАО "РЖД" и др.

Рассмотрим более подробно особенности применения контрольно-измерительных приборов с целью соблюдения санитарно-гигиенических требований.

Гигиенические требования к вентиляции и отоплению

В соответствии с Санитарными правилами и нормами СанПиН служебные и бытовые помещения должны быть оборудованы общеобменной вентиляцией. Подача воздуха должна осуществляться в верхнюю зону. Количество подаваемого воздуха в салон и кухню должно быть не менее чем по 90 м³/ч, в спальное купе - 60 м³/ч, в аппаратную, дизельное и аккумуляторное помещение - по расчету на удаление вредных веществ и теплоизбытков.

Система вентиляции должна предотвращать поступление воздуха из дизельного отделения в аппаратную и в бытовые помещения. Количество удаляемого воздуха из аккумуляторной должно быть на 5 - 10% выше количества подаваемого воздуха.

Система водяного отопления должна обеспечивать равномерный обогрев помещений, в системе должны быть устройства для автоматического поддержания температуры в соответствии с нормами.

В системе отопления должны предусматриваться воздуховыпускные вентили. Открытые части поверхностей отопительных устройств, имеющие температуру выше 55°С, должны иметь ограждения.

В кухне, салоне и в спальном купе должна быть предусмотрена система охлаждения воздуха.

Стены и пол бытовых помещений должны иметь эффективную теплоизоляцию. Температура поверхности стен внутри вагона не должна отличаться более чем на 3°С от внутренней температуры воздуха, измеренной по горизонтали на расстоянии 15 см от стены. Коэффициент теплопередачи через ограждения должен быть не более 1,10 Вт/м²К.

Для контроля скорости потока воздуха и организации системы вентиляции используют термоанемометры серии ТТМ-2. Приборы могут быть выполнены как в портативном, так и в стационарном варианте. Термоанемометры возможно объединять в сеть, создавая единую систему контроля скорости потока воздуха в различных точках. К достоинствам ТТМ-2 относятся:

• широкий диапазон измеряемых скоростей потока воздуха;
• автоматический выбор предела измерений;
• индикация текущих значений параметров измерений;
• возможность протоколирования результатов измерений с последующей передачей их на компьютер по RS-232 (для портативных моделей) и RS-232, RS-485, USB (для стационарных моделей);
• дополнительная индикация температуры;
• в приборах предусмотрена возможность очистки памяти, что позволяет стереть накопленную информацию из памяти;
• наличие функции усреднения показаний;
• длительный срок работы без подзарядки аккумуляторов (ТТМ-2-01, ТТМ-2-02);
• в стационарных моделях возможность пересчета скорости потока в расход (методом площадь-скорость).

Для автоматического поддержания температуры в системе водяного отопления предлагаем измерители-регуляторы температуры серии ИРТ-4. Эти микропроцессорные приборы обеспечивают не только высокоточное определение температуры в системе, но и регулируют ее. Причем возможно использование нескольких законов регулирования.

Двухканальные измерители-регуляторы температуры ИРТ-4/2 используются Дорожными центрами диагностики пути для одновременного измерения температуры рельса и температуры воздуха с последующей передачей данных на компьютер. На базе этих приборов создаются единые измерительные сети, обеспечивающие до 52 и более точек контроля и регулирования температуры.

К достоинствам ИРТ-4 можно отнести:

• измерение физических параметров (температуры), контролируемых входными первичными преобразователями, по их НСХ (номинальная статическая характеристика);
• сохранение (накопление статистики) измеренных параметров в энергонезависимой памяти с указанием времени и даты;
• осуществляют цифровую фильтрацию измеренных параметров от промышленных помех;
• отображение результатов измерений и заданных параметров регулирования на встроенном светодиодном цифровом индикаторе;
• формирование аварийного сигнала при обнаружении неисправности первичных преобразователей с отображением кода неисправности на цифровом индикаторе и при соответствующем конфигурировании канала управления, выведение его на внешнюю сигнализацию;
• формирование сигналов управления внешними исполнительными устройствами в соответствии с заданными пользователем законами и параметрами регулирования;
• формирование команды ручного управления исполнительными устройствами с клавиатуры прибора;
• передача на компьютер информации о значениях контролируемых датчиками величин и установленных рабочих параметрах, а также прием от него команды и данных для изменения этих параметров;
• в стационарных моделях возможность пересчета скорости потока в расход (методом площадь-скорость).
• сохранение заданных рабочих параметров в энергонезависимой памяти при отключении напряжения питания;
• подключение термоэлектрических преобразователей к измерительному блоку прибора осуществляется по двух-, трех- и четырехпроводной схеме.

Приборы серии ИРТ-4 также могут быть использованы для регулирования системы охлаждения воздуха в кухне, салоне и в спальном купе.

Для оперативного измерения температуры жидкостей, воздуха, а также поверхностей используются приборы серии ИТ-17. Эти портативные измерители температуры с высокой точностью измеряют в диапазоне от -40 до +450 °С и применяются в вагоностроении для определения температуры технических жидкостей, поверхностей рельса, поверхностей стен и пола в вагонах, температуру труб и трубопроводов, а также воздуха в купе и технических помещениях.

Для оценки эффективности теплоизоляции стен и полов бытовых помещений предназначены измерители плотности теплового потока серии ИПП-2. Приборы позволяют с высокой точностью определить плотность потока воздуха, проходящего через стену со стороны улицы внутрь вагона. Таким образом вычисляется коэффициент теплопередачи. Параллельно с плотностью потока воздуха приборы измеряют температуру поверхности стен (пола).

К достоинствам ИПП-2 относятся:

• возможность установки порогов звуковой и световой сигнализации. Пороги – это верхняя или нижняя границы допустимого изменения соответствующей величины. При нарушении порогового значения прибор обнаруживает это событие и на индикаторе загорается светодиод. При соответствующей настройке прибора нарушение порогов сопровождается звуковым сигналом;
• под настройкой порога подразумевается выбор вида порога: нижний или верхний, уровня сигнализации: предупреждение или тревога и собственно значение порога (параметр предупреждение/тревога выражается только в разной звуковой сигнализации нарушения порога);
• передача измеренных значений на компьютер по интерфейсу RS 232. Скорость обмена с компьютером может быть выбрана из следующих значений: 1200, 2400, 4800, 9600 в зависимости от удаления прибора от компьютера и качества линии связи;
• возможность попеременного подключения к одному прибору до восьми различных зондов теплового потока. Каждый зонд (датчик) имеет свой индивидуальный калибровочный коэффициент (коэффициент преобразования K_q), показывающий, насколько напряжение с датчика изменяется относительно теплового потока. Данный коэффициент используется прибором для построения калибровочной характеристики зонда, по которой определяется текущее измеренное значение теплового потока.

Гигиенические требования к параметрам среды в помещенияx

В соответствии с Санитарными правилами и нормами СанПиН перегородки между аккумуляторным, дизельным и бытовым помещениями должны быть герметизированы для предотвращения проникновения вредных веществ и шума из рабочей зоны; дверные проемы должны иметь уплотнения.

В воздушной среде дизельного помещения, аккумуляторной и аппаратной концентрации вредных веществ не должны превышать предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

В воздушной среде кухни, салона и спального купе концентрации вредных веществ не должны превышать максимально разовых концентраций (или ОБУВ), принятых для коммунальных объектов. Содержание СО₂ должно быть не выше 0,1 %, пыли - 0,5 мг/м³.

Для оценки уровня концентрации вредных веществ в воздушной среде дизельного помещения, аккумуляторной и аппаратной применяются газоанализаторы. Выпускаемые на нашем предприятии газоанализаторы серии ПКГ-4, а также газосигнализаторы серии ТГС-3 помогут оперативно оценить концентрацию метана (СН₄), угарного газа (СО), а также концентрацию кислорода (О₂).

Эти приборы сигнализируют о превышении концентрации метана и угарного газа, а также о пониженном содержании кислорода в воздухе рабочей зоны. Выпускаются как портативные – для оперативного контроля, так и стационарные модификации газоанализаторов серии ПКГ-4 и газосигнализаторов серии ТГС-3.

Стационарные двух- и трехканальные (для одновременного контроля метана, кислорода и угарного газа) газосигнализаторы серии ТГС-3 нашли широкое применение в дизельных помещениях (аппаратных) для оценки концентрации отходящих газов.

Дизельные помещения (аппаратные) должны быть оборудованы местной аварийной предупредительной сигнализацией (звуковой, световой). При отсутствии постоянных обслуживающих работников сигналы о нарушении нормального режима работы двигателя должны передаваться на диспетчерский пункт или пункт с круглосуточным дежурством. Сигнализация должна предупреждать или давать информацию в случаях:

• аварийного отключения оборудования;
• нарушения режима работы дизельного двигателя, узлов аппаратной станции;
• превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных газов в рабочей зоне.

Двигатели вагонов не должны загрязнять окружающую среду вредными веществами, по этим показателям должны соответствовать ГОСТу "Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы определения".

В воздушной среде кухни, салона и спального купе концентрации вредных веществ не должны превышать максимально разовых концентраций (или ОБУВ), принятых для коммунальных объектов. Содержание СО₂ должно быть не выше 0,1 %, пыли - 0,5 мг/м³.

Для контроля концентрации углекислого газа применяются газоанализаторы серии ПКУ-4.

С помощью данных приборов можно оперативно и с высокой точностью оценить содержание СО₂ в воздухе рабочей зоны. Приборы выпускаются как в портативном, так и в стационарном исполнении.

Достоинства газоанализаторов и газосигнализаторов серий ПКГ-4, ТГС-3 и ПКУ-4:

• селективность измерений;
• возможность измерений в подвижных и неподвижных газовых средах;
• малое время готовности прибора после включения;
• реализован принцип взаимозаменяемости преобразователей различного конструктивного исполнения без дополнительной перекалибровки прибора;
• на корпусе измерительного блока стационарных приборов серии ПКГ-4 расположен разъем для подключения преобразователя давления;
• возможность регулировать (поддерживать на заданном уровне) концентрацию газов с помощью встроенных реле;
• возможность установки двух порогов звуковой и световой сигнализации (верхний и нижний);
• реализована возможность работы с компьютером по интерфейсам RS-232, RS-485 и USB;
• возможность протоколирования результатов измерений – стационарные приборы могут производить периодическую автоматическую запись измеренных значений в энергонезависимую память в режиме реального времени – до 30 000 точек измерений, портативные – до 10 000 измерений. Настройка записи, просмотр, сохранение данных производится с помощью специализированного программного обеспечения. Программы и их описание поставляются по специальному заказу;
• возможность объединения приборов в измерительную сеть с последующим выводом параметров сети на компьютер. Эта возможность реализуется с помощью специального программного обеспечения и ряда вспомогательного оборудования;
• наличие у стационарных приборов аналоговых выходов;
• у стационарных газоанализаторов возможность удаления преобразователя от измерительного блока прибора на расстояние до 1000 м без ухудшения метрологических характеристик;
• полный срок службы приборов - не менее 8 лет.

Параметры микроклимата в аппаратной и кухне должны составлять: для холодного периода года температура воздуха +20 - 24° С, скорость движения воздуха не более 0,1 м/с, перепад температуры по вертикали (150 - 15 см от пола) - не более 50 С; для теплого периода года температура воздуха +21 - 28°С, скорость движения воздуха 0,1 - 0,2 м/с.

Параметры микроклимата в салоне отдыха и спальном купе должны поддерживаться автоматически и составлять: для холодного периода года температура воздуха +23 - 25°С, скорость движения воздуха не более 0,1 м/с, перепад температуры воздуха по вертикали (150 - 15 см от пола) не более 3°С; для теплого периода года температуры воздуха +23 - 25°С, скорость движения воздуха не более 0,1 м/с (для условий наружной температуры воздуха более +35°С температуры в бытовых помещениях должна быть на 10°С ниже наружной).

Для оценки параметров микроклимата в аппаратной и кухне предлагаем использовать портативные термогигрометры серии ИВТМ-7 и портативные термоанемометры серии ТТМ-2.

Портативные термогигрометры ИВТМ-7 М предназначены для измерения температуры и относительной влажности воздуха. Они широко применяются для контроля параметров по СанПиН различными организациями, в том числе ЦГСЭН и другими государственными контролирующими организациями.

К достоинствам приборов ИВТМ-7 М относятся:

• ЖК- или светодиодная индикация показаний;
• возможна как попеременная, так и одновременная индикация 2-х измеряемых величин на дисплее - температуры и относительной влажности;
• возможность настройки порогов сигнализации. Пороги – это верхняя или нижняя границы допустимого изменения соответствующей величины (температуры, влажности). При нарушении порогового значения прибор обнаруживает это событие и на индикаторе появляются символы. При соответствующей настройке прибора нарушение порогов сопровождается звуковым сигналом;
• ручная запись в память измеренных значений. Измеренные значения температуры и влажности будут помещены в ячейку памяти, номер которой отобразится на индикаторе. Ручная запись позволяет записывать до 64 измерений;
• прибор может производить периодическую автоматическую запись измеренных значений (до 10000 результатов измерений) в энергонезависимую память в режиме реального времени. Настройка записи, просмотр, сохранение данных производится с помощью программы MSingle-7A. Программа и ее описание поставляются по специальному заказу;
• в приборах серии ИВТМ-7 М реализован пересчет результатов измерения влажности в различные единицы: % отн. вл., г/м³;
• возможность крепления к стене;
• приборы серии ИВТМ-7 М характеризует малое энергопотребление и длительное время работы от автономных элементов питания;
• легко объединяются в единую измерительную сеть из однотипных и разнотипных приборов с последующим выводом параметров на компьютер. Эта возможность реализуется с помощью специального программного обеспечения NCServer и вспомогательного оборудования (адаптеров, преобразователей интерфейсов, радио-модема и др.).

Внешний шум от рефрижераторного подвижного состава при работающем оборудовании не должен превышать 84 дБА при движении вагонов по бесстыковому пути, 87 дБА - по звеньевому пути и 78 дБА при движении по станции.

Уровни звукового давления в октавных полосах частот на рабочем месте в аппаратной и бытовых помещениях вагона не должны превышать значений, представленных ниже в таблице:

Уровни звукового давления и уровни звука (в дБ)

Измерение шума и вибрации

Приборы серии ОКТАВА, ЭКОФИЗИКА – 110А и АССИСТЕНТ могут быть использованы для определения шумовых и вибрационных характеристик машин, мониторинга производственных транспортных и авиационных шумов и вибраций, аттестации помещений, исследования ударных и импульсных процессов и многих других параметров.

Освещение

Освещение дизельного помещения и аккумуляторной должно осуществляться лампами накаливания, бытовых помещений и аппаратной - люминесцентными лампами. Уровни искусственной освещенности должны соответствовать требованиям СНиП "Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования".

Устройство искусственного освещения в дизельном помещении должно обеспечивать освещенность на полу проходов не менее 5 лк, а на вертикальных поверхностях оборудования со стороны прохода на уровне 1 м от пола 20 - 30 лк. Источники света должны иметь рассеиватели или располагаться так, чтобы прямой световой поток от ламп не попадал в глаза при обслуживании оборудования. В дизельном помещении должна быть предусмотрена возможность подключения переносных источников освещения от низковольтной сети. У верстака должно иметься местное освещение.

В аккумуляторном помещении горизонтальная освещенность на уровне 0,5 м от пола должна составлять не менее 50 лк.

В аппаратной на распределительном щите вертикальная освещенность на уровне 1,5 м от пола должна составлять не менее 150 лк, горизонтальная освещенность на рабочем столе - 200 лк.

В кухне горизонтальная освещенность на плите, столе и мойке должна составлять не менее 100 лк.

В салоне горизонтальная освещенность на столе должна составлять не менее 130 лк, горизонтальная освещенность на полу в проходах - 50 лк.

В спальном купе должно иметься общее и местное освещение в виде софитов или бра, размещенных у изголовья всех спальных диванов. Горизонтальная освещенность от источника общего освещения на высоте 0,8 м от пола и на расстоянии 0,6 м от спинки дивана должна быть не менее 100 лк.

В санузле вертикальная освещенность на уровне 1,5 м от пола и на расстоянии 0,3 м от зеркала должна быть не менее 100 лк, горизонтальная освещенность на расстоянии 1,5 м от пола и 0,3 м от зеркала - не менее 30 лк.

Вагоностроение - процесс производства

Рассмотрим еще один способ применения контрольно-измерительных приборов. В технологическом процессе производства подвижного состава, маневровых локомотивов, дрезин и др. всегда используются технологические газы. Они могут находиться как в баллонах с соответствующей маркировкой, так и подаваться по трубопроводам. В обоих случаях при их применении одним из важнейших контролируемых параметров является микровлажность. Мы предлагаем использовать профессиональный прибор – измеритель микровлажности газов серии ИВГ-1. Приборы этой серии на протяжении уже нескольких лет используются на вагоностроительных и вагоноремонтных заводах.

Приборы позволяют контролировать микровлажность газов в диапазоне от -80 до 0 °С по т.р. Конструктивное исполнение измерительных преобразователей разработано таким образом, чтобы измерения можно было производить в потоке газа (как из баллона, так и в трубопроводе), находящегося под давление до 25 атм. Приборы этой серии выполняются как в портативном - для оперативного контроля – варианте, так и в стационарных, многоканальных модификациях.

К достоинствам приборов серии ИВГ-1 относятся:

• Реализация принципа «Plug&Play», что обеспечивает возможность подключения к одному измерительному блоку нескольких первичных преобразователей различного конструктивного исполнения без дополнительной настройки;
• возможность пересчета измеренных значений микровлажности % отн. вл., ppm, °С т.р., г/м³;
• возможность пересчета значений микровлажности в зависимости от давления анализируемого газа;
• возможность измерения микровлажности газа, находящегося под давлением до 2,5 *106 кгс/м² (25 атм);
• в стационарных модификациях (кроме щитовых моделей) на корпусе измерительного блока расположен разъем для подключения преобразователя давления;
• возможность удаления измерительного преобразователя от корпуса измерительного блока прибора до 1000 м;
• в стационарных модификациях реализована возможность подключения внешних исполнительных устройств (осушителей, увлажнителей и др.) при помощи встроенных реле;
• в стационарных модификациях (кроме щитовых моделей) предусмотрены два аналоговых выхода 4…20, 0…5, 0…20 мА с возможностью управления;
• возможность установки по каждому измерительному каналу двух порогов звуковой и световой сигнализации. Нарушение порогового значения сопровождается индикаторным и звуковым сигналом;
• возможность протоколирования результатов измерений - приборы могут производить периодическую автоматическую запись измеренных значений в энергонезависимую память в режиме реального времени. Настройка записи, просмотр, сохранение данных производится с помощью специализированного программного обеспечения. Программы и их описание поставляются по специальному заказу;
• возможность объединения приборов в измерительную сеть с последующим выводом параметров сети на компьютер. Эта возможность реализуется с помощью специального программного обеспечения и ряда вспомогательного оборудования;
• все стационарные модификации могут иметь взрывозащищенное исполнение. В комплект поставки таких моделей входит активный барьер искрозащиты БИ-1П. Маркировка взрывозащиты – ExialIICT6 Х.

Поставляемые нами приборы отвечают следующим требованиям:

1. внесены в Госреестр РФ и поставляются со свидетельством о Государственной поверке;
2. поставляемое программное обеспечение позволяет поддерживать работу с компьютером как одного прибора, так и нескольких модификаций в составе единой измерительной сети;
3. предприятие проводит гарантийное (от 12 до 24 месяцев), так и послегарантийное (сервисное) обслуживание поставляемой техники.

При подготовке статьи использовалась информация:

Санитарные правила и нормы СанПиН 2.5.083-96 "Гигиенические требования к служебно-бытовым вагонам рефрижераторного подвижного состава железных дорог и их эксплуатации" (утв. постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 31 мая 1996 г. N 10)