Совершенно здоровые шины

Когда человек приходит к доктору с жалобами на недомогание, тот в первую очередь измеряет предполагаемому больному температуру и давление.

Шины — и легковые, и грузовые — ушли, то есть, собственно, укатились, недалеко: контроль этих параметров напрямую влияет на их здоровье — в смысле, на срок службы, стоимость владения, расходы на километр пробега техники и так далее. Только вот измерять столь важные параметры нужно не тогда, когда что-то уже заболело — их необходимо держать под контролем постоянно.

Система контроля давления и температуры в шине

Как это сделать? Технически можно, конечно, и руками. Если мы говорим о давлении в шинах, то на предприятии обычно существует регламент его проверки, обязанность эта возлагается на водителя. В помощь ему — механический манометр. Традиционно процесс проходит дважды в сутки — при смене экипажа. И, естественно, при полной остановке транспортного средства.

«По нашему опыту, далеко не каждое предприятие в реальности исполняет такого рода регламент.

Даже если экипаж высокоответственный, то не всегда у него есть физическая возможность и время проверить давление в шинах.

Вентильное хозяйство может находиться в плачевном состоянии, в осенне-зимний период возможно замерзание. Зачастую доступ к внутреннему колесу сильно ограничен, так как его вентиль не выведен на внешнее колесо», — констатирует коммерческий директор TYREMAN GROUP Дмитрий Тарабухин.

«Водитель обязан перед сменой проверить давление в шинах. По факту никто не контролирует, что водители исполняют регламент осмотра машины перед рейсом», — согласен главный инженер проекта «ВИСТ Групп» (входит в ГК «Цифра») Владимир Лебедев.

Да, конечно, есть ещё проверка во время ТО — здесь-то уж всё точно. Но такие редкие осмотры едва ли могут существенно укрепить здоровье шины — тут нужен постоянный контроль.

«Такие проверки не только неудобны, но и неэффективны, потому что необходимо следить за давлением в режиме 24/7. Причём постоянный контроль нужен во время эксплуатации транспортного средства, а не когда машина стоит: обычно все проблемы с шиной возникают во время движения, а не на стоянке. А на ходу измерять давление манометром, как вы понимаете, невозможно», — объясняет Дмитрий Тарабухин.

Так что на подмогу человеку приходит автоматика. Автоматические системы контроля состояния шины всё чаще появляются на спецтехнике, особенно в добывающей отрасли.

Скажем, недавно мы побывали на Восточно-Бейском разрезе СУЭК, где такие системы уже более 8 лет установлены на большегрузных самосвалах. Водители очень довольны работой системы, а руководство компании фиксирует увеличения срока ходимости шин.

Нашими глазами: Восточно-Бейский разрез: от века я не отстаю

Капризный пациент

Всё дело, конечно, именно в оптимизации затрат. Наряду с другими параметрами, давление в шине отражается на сроке её службы.

Представьте себе самосвал, работающий на добывающем предприятии. Движется он на шести колёсах. На каждом — покрышка, и цена её варьируется от 150 до 600 тыс. рублей, если мы говорим о машинах грузоподъёмностью до 90 тонн, и от 600 до 2,5 млн рублей — свыше 90 тонн (цены колеблются в зависимости от марки и размеров).

Трудно говорить о среднем сроке службы шин, потому как на эту цифру влияет очень много характеристик. Давайте будем говорить о периоде около одного года. (Специалист TYREMAN GROUP рассказал нам, что на предприятиях «Севералмаза» наблюдал шины, которые живут порядка двух лет в режиме интенсивной эксплуатации, а представитель Michelin обозначил срок службы свой продукции как «период от года» — в зависимости от ряда факторов — и отдельно похвалил объекты СДС-Уголь за образцовое содержание дорог и внимание к состоянию покрышек. Но всё же это истории «в рамках статистической погрешности»).

Так вот: умножаем стоимость шины на шесть колёс, а полученную цифру — на количество самосвалов в автопарке и получаем кругленькую сумму, которую предприятию приходится выкладывать ежегодно. И это не говоря о том, что и другая спецтехника на объекте также перемещается на колёсах, и её описанная проблема также касается. Так что нет ничего удивительного в том, что система, способная продлить жизнь шины, на рынке востребована.

«Вне зависимости от типа предприятия, техники и выбранной шины, затраты на шины всегда находятся в ТОП-5 затрат автотранспортного предприятия, а во многих случаях и в ТОП-3», — отмечает Дмитрий Тарабухин.

«Расходы на КГШ занимают весомое место в расходах, особенно если эксплуатация происходит на твёрдых скальных породах», — добавляет Владимир Лебедев.

Как связаны давление внутри шины и срок службы?

На самом деле напрямую. Накачанная шина заполнена сжатым воздухом — таким образом, натягиваются нити каркаса. Именно заданное производителем натяжение позволяет шине нести ту нагрузку, на которую она рассчитана.

Ну а меняться давление может хотя бы по причине сезонных колебаний температуры — для сибирского климата, где амплитуда может достигать 80 градусов, это особенно актуально.

«Если давление в шине повышенное, то активно изнашивается центральная её часть. Если пониженное — то плечевая. По нашим данным, когда давление отклоняется от нормы на 20% в любую сторону, срок службы шины сокращается на 30%», — объясняет менеджер по развитию бизнеса MICHELIN в Восточной Европе Юрий Антипов.

Добавим к этому увеличение расходов на топливо: при низком давлении техника может «кушать» и на 20% больше. Если сделать давление чересчур высоким, потребление снизится, но запросто могут выйти из строя оси, а их ремонт или замена — это снова затраты.

«Мы часто слышим: «Зачем нам дополнительные опции, у нас вся техника на объекте старая!».

Так вот, новая машина как раз более прочная, ресурс у неё больше, и она некоторые огрехи в эксплуатации может и пережить. А чем техника старше, тем больше новых запасных частей ей понадобится, если пренебрегать требованиями к её работе», — делится опытом Юрий Антипов.

И, к слову: чем чаще шины выходят из строя, тем чаще перед владельцем техники стоит задача по их утилизации. А это вообще большая головная боль отрасли.

«Основная трудность — это логистика отработанных покрышек до заводов по их переработке/утилизации. Затраты на транспортировку шин до производственной площадки «сжирают» всю экономику, а чтобы заводы были экономически оправданы, их производственные мощности надо загружать. На сегодняшний день как таковой системной работы по утилизации крупногабаритных шин практически не ведётся, но есть прогрессивные инициативы и удачные кейсы решения данной проблемы. Например, СУЭК реализовала проект по переработке КГШ в крошку на своём месторождении в Хакасии», — говорит Дмитрий Тарабухин.

К сожалению, проектов таких действительно мало. Специалист «ВИСТ Групп» коротко описал реальную ситуацию, характерную для большинства компаний, которые эксплуатируют КГШ: по закону покрышки должны утилизировать, но реально их просто сжигают. Со всеми вытекающими для экологии последствиями. Так что берегите шины!

План операции

Давайте посмотрим, что представляют собой системы контроля давления и температуры и как такие структуры работают. Одно из самых распространённых решений в России (да и в мире) — PressurePro — его представляет TYREMAN GROUP.

Аппаратная часть его образована системой датчиков давления и температуры и приёмо-передаточным устройством. При необходимости может быть использовано дополнительное оборудование, например кабельная антенна для улучшения качества приёма сигнала с датчиков.

«Что касается приёмо-передаточного устройства, то оно может быть реализовано в различных вариантах: это может быть монитор СКД в кабине водителя, интегрированный с системой мониторинга и диспетчеризации и дополнительным выводом информации онлайн или даже, например, непосредственно на бортовой компьютер транспортного средства.

Информация с СКД PressurePro может выводиться на бортовой компьютер БелАЗа, так как существует поддержка этой системы, а также производителем Advantage PressurePro в США достигнуто соглашение об оснащении всей линейки транспортных средств CAT СКД PressurePro в качестве штатной системы», — рассказали нам в TYREMAN GROUP.

ЭКСПЕРТ

 Дмитрий Тарабухин,
коммерческий директор TYREMAN GROUP
Дмитрий Тарабухин,
коммерческий директор TYREMAN GROUP

«Проблема утилизации КГШ сегодня очень актуальна, и наша компания также озадачена поисками пути её решения. Мы смотрим на отработанные покрышки как на хороший энергоноситель.

Совместно с нашим партнёром по Кластеру чистых технологий компанией «Инвайро» мы реализуем проект по экологически безопасному термическому обезвреживанию КГШ с получением полезного тепла, которое может быть использовано как для обогрева производственных помещений, так и для выработки электричества при необходимости.

Технология имеет положительное заключение Государственной экологической экспертизы, прошла стадию практической реализации и проведение контрольных тестов и замеров, подтвердив энергоэффективность установки, установка имеет возможность онлайн-мониторинга состава дымовых газов, качество из очистки даже выше установленных европейских норм.

Никто больше не предлагает такую опцию.

Помимо КГШ, можно обезвреживать шпалы, конвейерные ленты, отработанное масло и иные отработанные жидкости. Продуманная система рекуперации тепла позволяет вывести установку на режим автотермичности, при котором она не потребляет внешнего топлива, такого как очень дорогое дизельное топливо, газ, мазут и пр. Это существенно сказывается на экономической эффективности проекта в целом. В условиях постоянно дорожающих энергоносителей срок окупаемости такого решения 2–5 лет при сроке службы оборудования до 20 лет».


Крупные производители шин, в свою очередь, предлагают собственные системы. Так, Michelin разработал систему MEMS (Michelin Earthmover Management System), недавно вышла уже четвёртая её версия.

«MEMS ориентирована на крупногабаритные шины с посадочным диаметром 49 дюймов и больше. То есть, на крупнотоннажные жёсткорамные самосвалы, а также фронтальные погрузчики. Внутрь шины на специальный пластырь крепится датчик, который контролирует температуру, давление и другие параметры.

Информация передаётся на процессор, а оповещения направляются операторам посредством различных средств связи: интернета, электронной почты, SMS», — объяснил Юрий Антипов во время нашей встречи на стенде компании на выставке «Уголь России и Майнинг».

Специалист сразу же продемонстрировал имеющиеся на шинах Michelin специальные «кармашки» — маркеры, что покрышка к установке MEMS готова.

«В кабине водителя устанавливается монитор, на который выводится схема транспортного средства. Данные о температуре и давлении в шинах постоянно обновляются. В системе прописываются максимальные и минимальные допустимые показатели, и, если эта граница нарушается, срабатывает сигнал тревоги. Уверяю вас, пропустить его невозможно — как бы шумно не было в кабине», — продолжает генеральный директор ООО «ТК Раут» (официальный дилер Michelin) Юрий Воронков.

«Для машин поменьше мы создали другую систему — Michelin Tire Care TPMS. Она, в частности, устанавливается на самосвалы грузоподъёмностью 60 тонн и ниже. Логика такая же: внутрь колеса крепятся датчики, правда, они несколько иные. Каждый 20 секунд на контроллер передаётся сигнал. Водитель может отслеживать информацию как в кабине с помощью дисплея, так и онлайн, используя специальный сервис. Информация также передаётся в облако. Tire Care TPMS сегодня активно внедряют предприятия Европы, думаю, скоро она появится и в России», — рассказал Юрий Антипов.

Мы подробно рассказали о работе систем двух производителей, хотя рынок заметно богаче.

ЭКСПЕРТ

Юрий Воронков,
генеральный директор ООО «ТК Раут»
Юрий Воронков,
генеральный директор ООО «ТК Раут»

«Проектировщики крупнотоннажных самосвалов учитывают ресурс машины максимально точно — чуть ли не до граммов, чтобы повысить объём транспортируемой горной массы. И очень часто шинам приходится работать в критических режимах эксплуатации: это и повышенное теплообразование в толстых слоях резины, и большие скорости, и частые перегрузы.

В этой связи расчёт рабочей температуры и давления приобретает особую важность. Так, в руководстве по эксплуатации КГШ Michelin есть целый раздел, посвящённый расчёту рабочей температуры».

«Конечно же, мы внимательно следим за тем, что происходит на этом рынке. И могу сказать, что идея набирает популярность: производители шин создают свои «домашние» системы. Видели такое решение от Aeolus — пока, правда, не коммерческую версию, а тестовую. Bridgestone тоже имеет собственное решение, правда, этот проект пока на паузе», — отмечает Юрий Воронков.

Внутри и снаружи

Два описанных выше решения для контроля давления и температуры в шинах имеют существенное отличие: в одном случае датчик располагается внутри шины, а в другом — снаружи. Это не случайное расхождение, а два принципиально разных подхода.

«Датчики бывают внешнего монтажа, когда они накручиваются на вентиль колеса, и внутреннего монтажа, когда датчик при помощи специального пластыря монтируется внутрь колеса.

Исходя из нашего 15-летнего опыта работы с системами контроля давления, мы можем утверждать, что внешнее исполнение датчиков позволяет оперативно и эффективно управлять процессом контроля за давлением в шинах.

Это связано с тем, что на программирование датчиков нужно порядка 15 минут, а на монтаж не более 2 часов.

Но главное — это то, что в случае появления перебоев в работе датчика его замена занимает не более 5 минут, а вот в случае с внутренними датчиками требуется долгосрочная остановка транспортного средства со снятием колеса», — аргументирует Дмитрий Тарабухин.

ЭКСПЕРТ

Юрий Антипов,
менеджером по развитию бизнеса MICHELIN в Восточной Европе
Юрий Антипов,
менеджером по развитию бизнеса MICHELIN в Восточной Европе

«Я рекомендую устанавливать системы контроля давления и температуры в шинах не только на спецтехнике, но и на грузовых машинах.

При сезонном колебании климата давление меняется очень существенно. Закончилось лето, похолодало — давление в шинах снизилось.

Это значит, по краям шина изнашивается активнее. На своём личном автомобиле я использую такое решение, при этом шины у меня всесезонные, и их работой я доволен».


Эксперт объясняет: стоимость простоя высока, останавливать транспорт на длительное время никто не захочет. И если случится так, что датчик придётся менять, вероятнее всего, никто не станет «заморачиваться»: машина поедет дальше с бесконтрольным колесом — до лучших времён.

Коэффициент готовности информационного комплекса при внешнем решении — более 90%, при внутреннем — менее 50%. Да и стоимость внешней системы в разы ниже, окупается за срок до 6 месяцев.

«Учитывая, что конструкция «шина-диск» является замкнутым сосудом, зависимость температуры/давления описывается уравнением Клайперона — Менделеева (1% изменения давления равен 3 градусам изменения температуры), данные по температуре носят справочный характер. Тем более что температура в разных частях шины разная, наиболее высокая в зоне бортового кольца и низкая в протекторной области. Давление — основной показатель контроля эксплуатации шин», — считает Дмитрий Тарабухин.

Да у вас температура!

Рассуждая о важности обоих параметров для здоровья шины, наши эксперты не пришли к общему мнению — какой же из двух описываемых важнее. В предыдущих абзацах мы по большей части говорили о давлении, теперь же давайте акцентируем внимание на температуре.

Датчик давления в шине

«Порядка 6 лет назад мы стали работать с системами контроля давления и температуры Schrader — одного из лидеров этого рынка. И начали мы с того, что использовали это решение на собственных сервисных предприятиях: будучи владельцем компании, я за свой счёт оборудовал такими системами несколько самосвалов.

Это было необходимо для того, чтобы проследить за изменениями, которые происходят в шине. Грубо говоря, «убивают» её условия, в которых машина работает, или нет.

И благодаря решению Schrader нашему предприятию удалось избежать многих неисправностей, и мы как дилер шин получили очень хороший опыт.

Постепенно мы начали продвигать такое решение и рассказывать о нём нашим клиентам. Сегодня многие предприятия уже работают с тестовыми комплектами, а кто-то установил их и для постоянной эксплуатации», — рассказал Юрий Воронков.

15% шин на предприятиях работают с критически низким давлением

Мы подробно рассказали, чем опасен для шины сбой давления.

Если же случится так, что внутри шины резко повысится температура, то колесо может и взорваться.

Напомним, что в данном случае речь идёт о самосвале, который с грузом весит несколько сотен тонн.

Если произойдёт взрыв, пострадает не только водитель, но и люди, которые окажутся в радиусе 50 м от эпицентра. Добавим к этому ещё и тот факт, что в негодность придёт не только колесо, но и техника целиком.

И вот самосвал стоимостью в несколько миллионов долларов просто стоит без движения. Это ещё и колоссальные убытки от простоя и затраты на ремонт.

Впрочем, даже если до таких крайностей не дойдёт, постоянный перегрев тоже на пользу резине не пойдёт. Она начнёт расслаиваться, выйдет из строя раньше срока, а последующий эффект мы уже описывали.

ЭКСПЕРТ

Владимир Лебедев,
главный инженер проекта компании «ВИСТ Групп»
Владимир Лебедев,
главный инженер проекта компании «ВИСТ Групп»

«За счёт использования систем контроля давления и температуры в шине реально добиться увеличения ходимости шин за счёт предупреждения водителя о начале перегрева/повышения давления внутри шины и рекомендации водителю дать шине остыть. Достигается это, например, при движении порожним — без нагрузки, а также выравниванием давления до нормативного».


Почему давление, а за ним и температура внутри шины повышается и как с этим бороться — это уже следующие вопросы. Для начала необходимо этот момент отследить. И вот здесь в работу как раз и вступают датчики.

«Когда мы начинаем работать с тем или иным предприятием, мы становимся не просто продавцом, а партнёром. На протяжении всего срока службы датчиков мы отслеживаем их работу. Первый год — гарантийный. Если что-то пошло не так, весь блок — под замену.

Обучение с выездом специалистов на место — обязательное условие.

Конечно, для любого бизнеса определяющий момент — финансовый. Если говорить конкретно о системе Schrader, то есть два варианта. Первый устанавливается на самосвалах грузоподъёмностью более 90 тонн, второй — на машинах поменьше. Один комплект оборудования для крупнотоннажной техники обойдётся в 400 000 рублей, для машин меньшей грузоподъёмности — 250 000 рублей. Ресурс батареи датчиков — 3 года непрерывной работы. Как правило, шина выходит из строя быстрее, и мы рекомендуем менять датчики при смене шин. Смена шести датчиков обойдётся в 90 000 рублей», — привёл подробные расценки Юрий Воронков.

Что и говорить: недешёвое приобретение, которое, заметьте, само по себе прибыли не приносит. Но это только когда цены приведены безотносительно. А если вспомнить о стоимости шин и оборудования, на котором они установлены, оказывается, что инвестиции не такие уж глобальные. По наблюдениям производителей, окупаются системы контроля за год работы — за счёт описанной выше оптимизации работы шины.

Человеческий фактор

Вспомнив истории о завёрнутых в фуфайку датчиках метана, мы поинтересовались у наших экспертов, не игнорируют ли водители спецтехники сигналы о неполадках с шинами, ведь для них понятие «план» также актуально. Оказалось, что такая проблема действительно существует: нередко операторы относятся к системам контроля давления и температуры как к «инородному телу», которое «мешает работать».

По данным компании Michelin, если давление в шине отклоняется на 20% от нормы, срок службы шины снижается на 30%

Система информирует о неполадках, однако принять решение о дальнейших действиях должен человек.

В первую очередь это водитель. Скажем, система фиксирует падение давления, причём значение каждый раз всё ниже и ниже — есть вариант, что шина пробита. В этом случае лучше дождаться «техничку»: если машина продолжит движение, будет нарушена геометрия шины, и она просто выйдет из строя.

Впрочем, даже если нет негативной динамики, но датчики отмечают отступление от нормы, имеет смысл остановиться, выйти из кабины и выяснить, в чём дело.

Если же мы говорим о повышении температуры внутри шины, то здесь уже существует опасность не только для машины, но и для самого водителя. И всё-таки приходится констатировать, что сигналы умной системы люди порой игнорируют — на свой страх и риск и на русский авось.

«На предприятиях существуют очень чёткие инструкции для водителей, мы дополнительно предлагаем свои варианты.

Кроме того, очень многие единицы техники сегодня оснащены системой диспетчеризации, и системы контроля давления и температуры с ними отлично интегрируются.

Мы, например, продуктивно работаем в паре с «ВИСТ Групп», а также другими производителями систем подобного рода. И клиентам мы предлагаем готовые пакеты: система контроля устанавливается на машине и сразу же прописывается в системе диспетчеризации. Информация в режиме онлайн передаётся на монитор и водителя, и диспетчера.

Последний играет важную роль в процессе контроля, потому как это основная его обязанность», — рассказывает Юрий Воронков.

Идём на взлёт

Как бы то ни было, популярность систем контроля давления и температуры в шинах растёт. В Европе таковыми в обязательном порядке оснащают легковые автомобили — это прописано в законе. В США подобный закон действует уже более 10 лет. К движению присоединяются и новые страны.

Белаз

Спецтехника тоже следует тренду, хотя очевидно, что в России машин, оборудованных такими системами, существенно меньше, чем в Европе. И всё же порядка 15 лет решение уже представлено в нашей добыче.

Похоже, мы движемся к тому, что подобными системами начнут оснащать технику ещё до её продажи конечному заказчику. Так, PressurePro уже появляется на CAT и Sandvik в первой комплектации.

А представители «ТК Раут» ведут активные переговоры с конструкторами БелАЗа — об установке систем Schrader «с завода». Учитывая, что идея беспилотного самосвала нашла поддержку у белорусских производителей, не исключено, что скоро мы увидим знакомые самосвалы в усовершенствованном виде.


Текст: Анна Кучумова

Понравился материал? Подпишитесь
на отраслевой дайджест и получайте подборку статей каждый месяц
.

Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №4, 2019

Подпишитесь
на ежемесячный дайджест актуальных тем
для специалистов отрасли.

Исключительно отраслевая тематика. Никакого спама 100%.