1.3 Классификация отказов

Важными понятиями в теории надежности и практике эксплуатации ТС являются повреждения и отказы.

Отказ – это случайное событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Отказы объектов ТС могут быть разных видов и классифицируются по различным признакам.

Повреждением называется событие, заключающееся в нарушении исправности ТС или ее составных частей из-за влияния внешних условий, превышающих уровни, установленные НТД.

Повреждение может быть существенным и явиться причиной отказа и несущественным, при котором работоспособность ТС сохраняется. Применительно к отказу и повреждению рассматривают критерий, причину, признаки проявления, характер и последствия

Критерием отказа являются признаки выхода хотя бы одного заданного параметра за установленный допуск. Критерии отказа должны указываться в НТД на объект.

Причинами отказа могут быть просчеты, допущенные при конструировании, дефекты производства, нарушения правил и норм эксплуатации, повреждения, а также естественные процессы изнашивания и старения.

Для обнаружения отказа любого объекта необходимо установить признаки проявления и характер фактического существования отказа.

Признаки отказа или повреждения проявляют непосредственные или косвенные воздействия на органы чувств наблюдателя (оператора) явлений, характерных для неработоспособного состояния объекта, или процессов с ними связанных. Например, возникновение определенных шумов (стука) при работе машин, утечка газов или жидкостей из аппаратов, трубопроводов, машин; изменения установленных технологическим регламентом значений давлений, температур, расхода и концентрации веществ; рост гидравлического и теплового сопротивления; снижение выпуска и качества продукции и т.п.

Характер отказа или повреждения определяют конкретные физико-химические, технологические, механические и другие фактические изменения в объекте, связанные с возникновением отказа (повреждения).

К последствиям отказа или повреждения относятся явления и события, возникшие после отказа или повреждения и в непосредственной причинной связи с ним.

Факт возникновения отказа устанавливается согласно некоторому отличительному признаку или совокупности признаков неработоспособного состояния объекта, называемых критерием отказа. Понятие отказа является содержательным, поскольку позволяет вводить численные характеристики надежности.

Отказы по характеру возникновения подразделяют на случайные и неслучайные (систематические).

Случайные отказы вызваны непредусмотренными нагрузками, скрытыми дефектами материалов, погрешностями изготовления, ошибками обслуживающего персонала.

Неслучайные отказы – это закономерные явления, вызывающие постепенное накопление повреждений, связанные с влиянием среды, времени, температуры, облучения и т. п.

В зависимости от возможности прогнозировать момент наступления отказа все отказы подразделяют на внезапные (поломки, заедания, отключения) и постепенные (износ, старение, коррозия).

По причинам возникновения отказы классифицируют на конструктивные (вызванные недостатками конструкции), производственные (вызванные нарушениями технологии изготовления) и эксплуатационные (вызванные неправильной эксплуатацией).

Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением значений одного или нескольких параметров объекта. Постепенный отказ возникает в результате постепенного изменения этих параметров, накопления повреждений за некоторое время.

Внезапные отказы технологических элементов характеризуются тем свойством, что обычно отсутствуют видимые признаки их приближения, т. е. непосредственно перед отказом обычно не обнаруживаются количественные изменения характеристик элемента; они являются следствием случайных процессов неконтролируемого изменения каких-либо параметров элементов (считаются случайными событиями), их наступление не может быть предсказано предварительным контролем или диагностированием. Последнее обусловлено тем, что либо вообще не существует надежных методов диагностирования, либо такое Лабораторное оборудование дорого и может быть установлено не на всех аппаратах.

Для оборудования, не имеющего вращающихся частей, внезапные отказы обусловлены нарушением его герметичности вследствие трещин, локальных сквозных разрушений оболочек, сварных и разъемных соединений и т. п.

К внезапным отказам в химической технологии относятся также отказы аварийных систем безопасности, блокировок и других средств автоматического управления процессом. Наибольшую опасность представляют внезапные отказы в работе средств регулирования заданных параметров: температуры, давления, уровней жидкости в аппаратуре, которые могут привести к разгерметизации технологического оборудования, выбросам в атмосферу взрывоопасных продуктов и крупным авариям.

Постепенно элементы отказывают за счет старения, коррозионно-эрозионного воздействия, изнашивания (трения сопряженных элементов), переменных нагрузок, усталости, хотя все установленные правила и нормы проектирования, изготовления и эксплуатации могут соблюдаться (деградационный отказ). В отличие от внезапных отказов в элементе при анализе моментов возникновения постепенных отказов контролируется изменяющийся конструкционный или технологический параметр, при достижении критического значения которого наступает его отказ.