6.8.2.6. Типовые технические и проектные решения, типовые проекты

Типовая проектная документация представляет собой комплекс норма­тивной и проектной документации со статусом нормативной, предназначен­ной для обязательного применения при проектировании объектов трубопро­водного транспорта.

Цель разработки и применения типовой проектной документации - унифи­кация технических решений на основе опыта проектирования, строительства и эксплуатации объектов с учетом передовых достижений отраслевой науки и техники.

Например, создание и внедрение в ОАО «АК «Транснефть» системы типо­вой проектной документации вызвано необходимостью:

• сокращения временных и ресурсных затрат на проектирование объектов МТ за счет унификации требований к типовой проектной документации и по­рядку ее применения;

• унификации, типизации и стандартизации объектов магистральных неф­тепроводов, обеспечения взаимозаменяемости по комплектации, снижения запасов товарно-материальных ценностей и эксплуатационных затрат;

• учета специфики отраслевых требований к порядку разработки, составу, содержанию, комплектности и порядку применения типовой проектной до­кументации;

• повышения уровня надежности и безопасности при эксплуатации объек­тов МТ с учетом эффективности применения типового проектирования.

Процесс типизации проектных решений выглядит так:

типовые проектные решения (ТПР), представляют собой ТЗ на разра­ботку типовых проектов;

• типовые технические решения выполняют роль научно-технической он |ы для разработки типовых проектов;

• типовой проект является результатом реализации ТПР и имеет статус отраслевого стандарта.

Устанавливаются единые требования к составу, содержанию, построе­нию, оформлению и обозначению типовой проектной документации, кото­рые обязательны к применению проектными организациями при разработке нроектно-сметной документации. Разработаны комплекты типовых проек- Iон на НПС, резервуары, переходы, узлы линейных задвижек, объекты идольтрассовой связи и др.[16, 58].

7.1. Понятие надежности

Надежность - это свойство объекта сохранять во времени в установлен­ных пределах все параметры, обеспечивающие выполнение требуемых фун­кций в заданных условиях эксплуатации [33, 42, 48, 71, 85, 86, 110-112].

Первостепенное значение надежности в технике связано с том, что уро­вень надежности в значительной степени определяет развитие техники по ос­новным направлениям: автоматизации производства, интенсификации рабо­чих процессов и транспорта, экономии материалов и энергии.

Современные технические средства состоят из множества взаимодей­ствующих механизмов, аппаратов и приборов. Например, в современных ав­томатизированных системах по управлению перекачкой нефти и газа по тру­бопроводам насчитывается более миллиона деталей. Отказ в работе хотя бы одного ответственного элемента сложной системы без резервирования мо­жет привести к нарушению работы всей системы.

Недостаточная надежность оборудования приводит к огромным затра­там на ремонт, простою оборудования, прекращению снабжения населения электроэнергией, водой, газом, транспортными средствами, невыполнению ответственных задач, иногда к авариям, связанным с большими экономи­ческими потерями, разрушением крупных объектов п с человеческими жертвами.

При недостаточной долговечности машин и оборудования, приходится изготавливать их в большем, чем нужно, количестве, что ведет к перерасхо­ду металла, излишкам производственных мощностей, завышению расходов на ремонт и эксплуатацию. Физический срок службы машин в среднем суще­ственно меньше срока морального износа.

Теория надежности является комплексной дисциплиной и состоит из та­ких разделов, как математическая теория надежности, надежность по от­дельным физическим критериям отказов ("физика отказов"), расчет и про­гнозирование надежности, мероприятия по повышению надежности, конт­роль надежности (испытания, статистический контроль, организация наблю­дений) и техническая диагностика, теория восстановления, экономика надежности.

В теории надежности рассматриваются следующие обобщенные объекты:

изделие - единица продукции, выпускаемая данным предприятием, це­хом и т. д., например подшипник, редуктор, перекачивающий агрегат;

элемент - простейшая составная часть изделия, в задачах надежности может состоять из многих деталей;

система - совокупность совместно действующих элементов, предназ­наченная для самостоятельного выполнения заданных функций.

Понятия элемента и системы трансформируются в зависимости от по­давленной задачи. Машина, например, при установлении ее собственной на­дежности рассматривается как система, состоящая из отдельных элементов механизмов, деталей и т. д., а при изучении надежности автоматической пинии - как элемент.

Изделия делят на: невосстанавливаемые, которые не могут быть восста­новлены потребителем и подлежат замене, например электрические лампы, подшипники качения и т. д.; восстанавливаемые, которые могут быть восста­новлены потребителем, например редуктор, перекачивающий агрегат.

Ряд изделий, относимых к невосстанавливаемым, например подшипники качения, иногда восстанавливаются, но не потребителями, а на специализи­рованных предприятиях. Сложные изделия, состоящие из многих элементов, как правило, восстанавливают, так как отказы обычно связаны с поврежде­нием одного или немногих элементов, в то время как другие остаются работоспособными. Простые элементы, особенно покупаемые со стороны и из­готовляемые методом массового производства, часто не восстанавливают.

Основные понятия и термины надежности стандартизованы. Надежность характеризуется следующими основными состояниями и событиями:

Работоспособность - состояние изделия, при котором оно способно нормально выполнять заданные функции (с параметрами, установленными и технической документации). Работоспособность не касается требований, непосредственно не влияющих на эксплуатационные показатели, например повреждение окраски сепараторов и т. д.

Исправность - состояние изделия, при котором оно удовлетворяет всем не только основным, но и вспомогательным требованиям. Исправное изделие обязательно работоспособно.

Неисправность - состояние изделия, при котором оно не соответству­ет хотя бы одному из требовании технической документации. Различают не­исправности, не приводящие к отказам, и неисправности и их сочетания, при­водящие к отказам.

Отказ - событие, заключающееся в полной или частичной утрате рабогоспособности. Отказы делят на отказы функционирования, при кото­рых выполнение своих функций элементом или объектом прекращается (например, разгерметизация адсорбера) и отказы параметрические, при которых некоторые параметры объекта изменяются в недопустимых пре­ делах (например, потеря точности диагностического оборудования и при­боров).

Причины отказов делят на случайные и систематические.

Случайные причины - это непредусмотренные перегрузки, дефекты ма­териала и погрешности изготовления, не обнаруженные контролем, ошибки обслуживающего персонала или сбои системы управления. Примеры: недо­пустимые отклонения размеров листов заготовок сосуда или резервуара, ра­ковины, закалочные трещины в сварных швах оборудования. Случайные факторы преимущественно вызывают отказы при действиях в неблагоприят­ных сочетаниях.

Систематические причины - это закономерные явления, вызывающие постепенное накопление повреждений: влияние среды, времени, температу­ры, вызывающие коррозию и старение оборудования; нагрузки и работа тре­ния, вызывающие усталость, ползучесть, износ; функциональные воздей­ствия, вызывающие засорения, залипания, утечки.

В соответствии с этими причинами и характером развития и проявления отказы делят на внезапные (поломки от перегрузок давления), постепенные по развитию и внезапные по проявлению (усталостные разрушения, пере­горание ламп) и постепенные (износ, старение, коррозия, залипание). Вне­запные отказы вследствие своей неожиданности более опасны, чем посте­пенные. Постепенные отказы представляют собой выходы параметров за границы допуска в процессе эксплуатации или хранения.

По причинам возникновения отказы можно также разделить на конструк­ционные, вызванные недостатками конструкции, технологические, вызван­ные несовершенством или нарушением технологии и эксплуатационные, вызванные неправильной эксплуатацией.

Отказы в соответствии со своей физической природой могут быть связа­ны с разрушением деталей или их поверхностей (поломки, износ, коррозия, старение) или не связаны с разрушением (засорение каналов подачи газа, топлива или смазки, ослабление фланцевых соединений). В соответствии с этим отказы устраняют заменой деталей, регулированием или очисткой.

По своим последствиям отказы могут быть легкими - легкоустранимы­ми, средними - не вызывающими разрушений других узлов, и тяжелыми - вызывающими тяжелые вторичные разрушения, а иногда и человеческие жертвы.

По возможности дальнейшего использования оборудования отказы раз­деляют на полные, исключающие возможность работы оборудования до их устранения, и частичные, при которых изделие может частично использо­ваться, например при пониженном давлении.

По сложности устранения различают отказы, устранимые в порядке тех­нического обслуживания, в порядке среднею или капитального ремонта.

и пo месту устранения - отказы, устранимые в эксплуатационных и стацио­нарных условиях.

По времени возникновения отказы делят на: приработочные, возникаю­щие в первый период эксплуатации, связанные с отсутствием приработки и с попаданием на сборку дефектных элементов; при нормальной эксплуата­ции (в период нормативной эксплуатации до проявления износных отказов); и июсовые (в период, близкий к завершению нормативной эксплуатации).

Отказы деталей и узлов в разных машинах и разных условиях могут иметь совершенно разные последствия. Последствия отказов универсальною оборудования, например пылеуловителей, имеющихся на КС в количестве нескольких штук, могут быть устранены силами предприятия, а работа КС на время ремонта одного пылеуловителя может быть распределена между дру- I ими пылеуловителями. Отказ одной КС на магистральном газопроводе вы- ювет большие убытки, связанные с остановкой не всего трубопровода. От­каз и разрушение вала насоса может вызвать аварию с человеческими жерт­вами.

Рассмотрим свойства изделий и аспекте проблемы надежности.

Надежность изделий обусловливается их безотказностью, долговечно­стью, ремонтопригодностью и сохраняемостью. Таким образом, надеж­ность характеризуется свойствами, которые проявляются в эксплуатации и позволяют судить о том, насколько изделие оправдает надежды его изго­товителей ииттребителей.

Безотказность - свойство непрерывно сохранять работоспособ­ность в течение поданного времени или наработки. Это свойство особен­но важно для машин, отказ в работе которых связан с опасностью для жизни людей или с перерывом в работе большого комплекса машин, с остановкой автоматизированного производства или с браком дорогого изделия.

Долговечность - свойство изделия длительно сохранять работоспо­собность до предельного состояния при установленной системе техни­ческого обслуживания и ремонта. Предельное состояние изделия характе­ризуется невозможностью его дальнейшей эксплуатации, снижением эффективности или безопасности. Для невосстанавливаемых изделий понятия долговечности и безотказности практически совпадают.

Ремонтопригодность - приспособленность изделия к предупрежде­нию и обнаружению причин возникновения отказов, поддержанию и вос­становлению работоспособности путем технического обслуживания и ре­монта.

Сохраняемость - свойство объекта сохранять значение показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности после храпения и транспортировки. Практическая роль этого свойства особенно велика для приборов.