8.1.2. Основи механізму відмови

Необхідність розгляду умов формування відмов виникла у зв’язку з необхідністю аналізу їх причин. Не завжди причина відмови є очевидною. Значна частина відмов елементів водогосподарської системи потребує додаткових досліджень, при яких встановлюються послідовність і взаємозв’язок процесів і подій, які привели до відмови.

Комплекс процесів і подій, які відбуваються на водогосподарській системі і об’єднані причинно-наслідковими зв’язками, які умовно називають механізмом відмови.

Механізм відмови – фізичний, хімічний або інший процес, що привів до відмови (ДСТУ 2860).

Механізм відмови узагальнено можливо подати у вигляді блок-схеми (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Блок-схема механізму формування відмов

Комплекс експлуатаційних факторів, які діють на елементи системи в процесі довготривалої експлуатації викликають в елементах фізичні та фізико-хімічні процеси, які ще називають процесами деградації.

Процеси деградації формуються під дією різноманітних навантажень зовнішніх факторів (води, вітру, снігу, льоду, зміни температур, сонячної радіації, опадами тощо), а також змінами режиму роботи системи (пуск, зупинка, очікування, збереження тощо).

Розвиток процесів деградації призводить до змін режимно-експлуатаційних навантажень і у комплексі приводять до зміни міцності початкового стану матеріалу елементів і порушенню зв’язків між ними та до змін параметрів довкілля.

Зміна початкового стану матеріалу елементів приводять до змін функціональних параметрів системи. Рівень змін функціональних параметрів, які призводять до відмови системи, встановлюється в проектній документації.

Зміна початкового стану елементів системи є основою, на якій формуються зміни функціональних параметрів. Під функціональним параметром розуміють кожну окрему ознаку, яка характеризує працездатний стан функціонування системи. До функціональних параметрів водогосподарської гідромеліоративної системи можуть бути віднесені пропускна здатність, міцність, стійкість проти розмиву тощо. Зміни функціональних параметрів не викликають порушення працездатного стану до того часу, поки ці зміни не досягнуть граничного стану. Момент перевищення цього рівня відповідає моменту появи відмови. Таким чином процес формування відмов можливо подати у вигляді причинно-наслідкового ланцюга подій, основними ланками яких є розвиток процесів деградації. В свою чергу, кожну із наведених ланок можна також подати у вигляді процесу деградації і виникнення елементарних подій.

Для побудови моделі механізму формування відмов необхідно знати зміни початкового стану елементів системи, які є основою у формуванні функціональних параметрів системи.

Усі зміни початкового стану елементів можливо розділити на первинні і вторинні.

Первинні зміни початкового стану елементів – це зміни, які не є наслідком інших, попередніх змін. Наприклад, суфозія чи ерозія ґрунту, корозія металу чи бетону, старіння тощо. Інші зміни є вторинними.

За місцем проявлення зміни початкового стану елементів можуть бути віднесені до конкретного елементу, до деталі чи вузла, до взаємодії елементів, вузлів, каналів тощо.

За типом розподілу в елементі зміни початкового стану можуть бути об’ємні, поверхневі, локальні або розподілені по елементу. Наприклад, зменшення щільності тіла ґрунтової греблі є об’ємною зміною, корозія стінок труб – поверхневою, а на окремих ділянках трубопроводів під лініями електропередач – локальною, у вигляді окремих корозійних «язв».