2

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра «Технологические машины и оборудование»

КУРС ЛЕКЦИЙ

по дисциплине «Физические и математические основы надежности

технологического оборудования»

2012

Содержание

		С.
Раздел 1. Теоретические основы надежности
Лекция 1. Понятия и определения надежности. Экономические аспекты надежности. Показатели надежности		3
Лекция 2. Отказ. Классификация отказов. Энергетическая концепция возникновения отказа. Параметры потока отказов		11
Лекция 3. Случайные величины. Законы распределения, применяемые в теории надежности. Выбор теоретического закона распределения. Параметры статистического распределения		16
Лекция 4. Надежность сложных систем. Сложная система и ее характеристики. Структурный анализ систем технологического оборудования		21
Лекция 5. Методы расчета надежности сложных технических систем		29
Лекция 6. Резервирование. Методы, способы и типы резервирования. Задачи выбора оптимального числа резервных элементов в системе.		33
Лекция 7. Классификация машин и аппаратов по надежности. Работоспособность машины: анализ области работоспособности		40
Лекция 8. Источники информации по надежности. Испытания на надежность: объекты, виды и методы испытаний		43
Раздел 2. Физические основы надежности		47
Лекция 9. Старение и износ. Модель старения. Область существования старения		47
Лекция 10. Износ материалов: природа и классификация. Основные закономерности процесса изнашивания		53
Раздел 3. Эксплуатационная надежность		58
Лекция 11. Определение остаточного ресурса оборудования нефтегазопереработки		58
Лекция 12. Оценка технического состояния оборудования		62
Лекция 13. Определение остаточного ресурса оборудования при малоцикловых нагрузках		66
Лекция 14. Определение остаточного ресурса оборудования по критерию коррозионной стойкости		75
Рекомендуемая литература		81

Раздел 1. Теоретические основы надежности

Лекция 1. Понятия и определения надежности. Экономические аспекты надежности. Показатели надежности.

Понятия и определения надежности

Не смотря на разнообразие машин и аппаратов, которые эксплуатируются на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях, формирование показателей надежности происходит по общим законам.

В технической литературе проблемам надежности уделяется значительное внимание, однако, по вопросам надежности, именно, машин и аппаратов химических производств исследования весьма малочисленны.

Основная литература:

1. Шубин В.С., Рюмин Ю.А. Надежность оборудования химических и нефтеперерабатывающих производств: М.: Изд-во Химия, Колос С, 2006.-359 с.

2. Шубин В.С. Прикладная надежность химического оборудования: Учебное пособие. – Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 2002.-296 с.

3. Надежность и ремонт машин. Под ред. Курчаткина В.В., М., Колос, 2000.-776 с.

Усложнение машин и усиление требований к ним подводят к необходимости повышения требований к их надежности, т.е. чем дороже, опаснее машина, тем более надежна она должна быть.

Не надежная машина не сможет эффективно функционировать, так как каждая её остановка из-за повреждения отдельных элементов или снижения технических характеристик ниже допустимого уровня, как правило, влечет за собой большие материальные убытки, а в самых неблагоприятных случаях может иметь и катастрофические последствия.

С особенно большими затратами времени и средств связан выход из строя основного оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (это печи, колонны, реакторы т.п.). Ненадежная работа технологического оборудования может привести к выпуску некачественной и ненадежной продукции.

Самые страшные последствия, которые могут быть в результате эксплуатации ненадежных изделий и которые нельзя оценить ни какими экономическими показателями - это гибель людей.

Закладывается надежность на этапе проектирования, обеспечивается на этапе изготовления и поддерживается на этапе эксплуатации. Отсюда следует, что основные решения, принятые на стадии проектирования или изготовления, сказываются на её эксплуатации и экономических показателях.

Надежности уделяют большое внимание.

Как только машина задумывается конструктором – изучая условия, при которых машина должна работать (Т, Р, среда, местоположение), он продумывает материальное исполнение, конструирует узлы, соединения, опору, сопряжения с др. оборудованием.

Надежность закладывается при проектировании и расчете машины и зависит от:

-конструкции машины и её узлов;

-применяемых материалов;

-системы смазки;

-приспособленности к ремонту и обслуживанию и других конструктивных особенностей.

Надежность обеспечивается при изготовлении (производстве) и монтаже и зависит от:

- обеспечение запаса (технологическая прибавка);

-качества изготовленных деталей;

-качества сборки машины и её узлов и других показателей технологического процесса.

Надежность реализуется при эксплуатации машины и зависит от:

-методов и условий эксплуатации машины;

-системы её ремонта;

-методов обслуживания и других эксплуатационных факторов.

Машину нельзя изолировать от влияния среды, в которой она работает, от влияния процессов, которые протекают в ней при осуществлении рабочих функций. На оборудование воздействуют все виды энергии - механическая, тепловая, химическая, электромагнитная, вызывая обратимые и необратимые процессы, снижающие его начальные характеристики.

На протяжении лекционного курса мы будем изучать технологические источники и причины вредных воздействий на машины и агрегаты, изучать физическую сущность процессов, снижающих работоспособность машин.

Надежность машины является одним из основных показателей её качества. Под качеством технического устройства понимается совокупность средств, определяющих степень его пригодности по назначению.

Надежность – это свойство объекта сохранять во времени свою работоспособность.

Основные термины и определения по надежности:

Работоспособность – состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации.

Т.е. работоспособность – это не только «способность объекта работать» (выполнять необходимые функции), но и способность его выходных параметров находиться в допустимых пределах.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности.

Неисправность – состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований технической документации.

Время работы объекта до отказа, выраженное в часах, называется наработкой до отказа.