7. Обеспечение эксплуатационной надежности.

Требуемый уровень надежности оборудования в процессе эксплуатации обеспечивают: 1) путем сбора и обработки информации о состоянии оборудования; 2) модернизации оборудования и совершенствования методов его эксплуатации; 3)ТО и Р на основе результатов обработки этой информации.

Для сбора и обработки информации в службе ТО и Р предприятия создают специальное подразделение, отвечающее за инспекцию оборудования. Персонал этого подразделения снабжают специальными приборами, измерителями и приспособлениями, с помощью которых регистрируют параметры состояния оборудования – температуру узлов трения, давление масла в системах смазки, износ деталей, величину вибраций и др. инспекцию проводят в соответствии с картами инспекций, в которых указаны контролируемые узлы и операции инспектирования. После инспекции в карты вносят ее результаты. На основании этих результатов формируется массив данных, который затем может быть обработан на ЭВМ, определяют точные объемы ремонтных работ, сроки их проведения и продолжительность. Так как большинство предприятий химии и нефтехимического комплекса работают с пожаро-взрывоопасными или токсическими веществами, то при инспектировании оборудования привлекаются специализированные организации, имеющие лицензию на право ведения таких работ.

Информация о состоянии оборудования включает различные сведения, характеризующие его эксплуатационную надежность: частоту и причины отказов; данные о расходе запасных частей и частоте их замены; о потерях производства, вызванных простоями; об изменении размеров, структуры и свойств материала деталей в процессе эксплуатации, сварных соединений и др. Эти сведения могут быть дополнены другими, относящимися к условиям работы, стоимости, трудоемкости изготовления и ремонтов деталей и узлов и др.

Процесс обработки информации заключается в определении законов и анализе причин отказов, а также в выявлении «слабых мест» оборудования, т.е. тех машин, механизмов и узлов, отказы которых связаны с наибольшими потерями производства и требуют больших ремонтных затрат.

В результате обработки информации принимают решение либо о немедленном устранении слабого места путем модернизации, изменения конструкции, практики эксплуатации или технического обслуживания (ТО) оборудования в случае очевидной причины отказа, либо о проведении необходимых исследований для выявления причины отказа и последующего устранения слабого места.

Окончательные изменения в чертежи оборудования, практику эксплуатации и ТО вносят только после проверки эффективности принятых решений.

Процесс устранения «слабых мест» носит непрерывный и повторяющийся характер, что обеспечивает постоянное поддержание и повышение необходимого уровня эксплуатационной надежности и эффективности функционирования оборудования. Такой принцип обеспечения эксплуатационной надежности называется теротехнологическим и основан на применении теротехнологии при ТО и Р оборудования.

Таким образом, процесс обеспечения эксплуатационной надежности представляет собой замкнутый цикл последовательных операций (рис. 7.1), в котором выполнение каждой последующей операции зависит от предыдущей. В ходе этого процесса происходит также постоянное совершенствование системы ТО и Р.

Из сказанного следует, что проблема обеспечения требуемого уровня надежности оборудования является комплексной и успех ее решения зависит от правильного учета всех факторов, влияющих на надежность, на всех этапах «жизненного цикла» оборудования.

Процесс обеспечения эксплуатационной надежности, связанный с устранением слабых мест, характеризуется ее повышением и последовательным увеличением межремонтных периодов оборудования. При этом каждый очередной период рассчитывают, исходя из анализа надежности за прошедшее время эксплуатации.

При расчете очередного межремонтного периода Т_р задаются требуемой вероятностью безотказной работы оборудования Р_тр к началу очередного ремонта. Эта вероятность должна составлять 0,8-0,85 в зависимости от важности оборудования в обеспечении технологического процесса. На основании статистических данных об отказах оборудования за предшествующий период эксплуатации t₁ устанавливают закон распределения и оценивают вид функции интенсивности отказов . Тогда вероятность безотказной работы оборудования к моменту начала очередного ремонта можно представить в виде

(1)

Учитывая, что Р (t₁+T_p) = P (t₁) P (T_p/t₁) = P_тр, а также принимая допущение, что надежность оборудования после последнего ремонта перед планируемым остается такой же, как если бы оборудование не отказало, т.е. Р ( t₁ ) = 1, из выражения (1) получим

. (2)

Рис. 7.1. Процесс обеспечения эксплуатационной надежности:

1 – конструкция оборудования; 2 – существующая практика эксплуатации; 3 – информация; 4 – средства получения информации; 5 – причины отказов; 6 – сведения о расходе запасных частей и частоте их замены; 7 – сведения о потерях производства, вызванных простоями; 8 – данные результатов инспекций оборудования; 9 – сведения об изменениях размеров, структуры и свойств материала деталей в процессе эксплуатации; 10 -–другие сведения; 11 – обработка информации; 12 – анализ причин отказов и выявление слабых мест; 13 – принятия решения; 14 – решение о немедленном изменении конструкции, практики и эксплуатации или ТО и Р оборудования; 15 – изменение конструкции; 16 – изменение материала детали или способа ее упрочнения; 17 – изменение практики эксплуатации; 18 – изменение практики ТО и Р; 19 – проверка предложений в промышленной эксплуатации; 20 – данные промышленной эксплуатации после внесенных изменений; 21 – решение о проведении исследований; 22 – разработка методики исследований; 23 – результаты исследований; 24 – усовершенствование конструкции или практики эксплуатации оборудования на основании исследований; 25 – обратная связь.

Выражение , так как вероятность безотказной работы оборудования к началу очередного ремонта – это условная вероятность безотказной работы оборудования при условии, что по прошествии периода t₁ отказ не наступил, т.е. что P (t₁) = 1.

Тогда выражение для определения Т_р может быть представлено в виде

( 3 )

При экспоненциональном законе распределения отказов ( =const) выражение для Т_Р принимает вид

Т_Р = - ( 4 )

Для других законов функция интенсивности отказов является возрастающей (кроме периода приработки, когда убывает, который в данном случае не рассматривается). Эта функция может быть достаточно точно для практических целей аппроксимирована прямой вида

, ( 5 )

коэффициенты которой и определяют на основании предшествующего опыта эксплуатации или уточняются методом наименьших квадратов или методом максимального правдоподобия.

Подставляя выражение ( 5 ) в формулу ( 3 ), после интегрирования получим:

Т_Р = - ( 6 )