1.4.7. Методики визначення періодичності технічного обслуговування газоперекачувальних агрегатів

Ефективність використання газоперекачувальних агрегатів значною мірою залежить від досконалості планово-попереджувальної системи технічного обслуговування і ремонту виробів ГПА.

Однією з основних задач при розробці планово- попереджувальної системи є визначення періодичності технічного обслуговування і контролю технічного стану виробів. При призначенні оптимальної періодичності ТО ГПА може використовуватися індивідуальний і груповий підхід. Індивідуальний застосовується для визначення періодичності обслуговування найбільш відповідальних об’єктів обслуговування і полягає в побудові детальної математичної моделі розвитку дефектів даного об’єкту.

Груповий метод проводиться для групи об’єктів. Під спостереженням знаходяться відразу декілька встановлених поруч конструктивних об’єктів, що вимагають для свого обслуговування проведення одного комплексу підготовчо-заключних робіт. Метод заснований на використанні узагальнених моделей надійності, при користуванні якими виходять з поняття небезпечного стану. Під небезпечним станом звичайно розуміють небезпечні пошкодження, що передують появі відмови.

При визначенні оптимальної періодичності обслуговування і контролю технічного стану виробів використовують різні критерії. Найбільш загальні критерії ефективності режимів ТО – економічні. Для їхнього застосування необхідно вміти оцінювати економічні наслідки відмов, що можуть бути усунені частішим проведенням обслуговування.

Однак, у більшості випадків для визначення періодичності обслуговування і контролю технічного стану окремих виробів і агрегатів використовуються ймовірнісні методи. Найбільш відомі з них методики визначення періодичності по заданій імовірності й інтенсивності відмов.

Визначення періодичності технічного обслуговування виробів по заданій імовірності їхніх відмов

Робота з обслуговування і контролю технічного стану виробів повинна виконуватися після наробітку t, протягом якої імовірність відмови q є максимально допустимою. Виходячи з цього, періодичність технічного обслуговування виробів можна визначити, скориставшись наступним рівнянням:

Q(t  T_q) = F(T_q) = q, (1)

де q – задана імовірність відмови виробу; T_q – шукана періодичність ТО при заданій імовірності відмовлення q; Q(t T_q) – імовірність того, що наробіток до відмовлення виробу менше шуканої періодичності T_q.

Якщо наробіток t_і до відмовлення виробу приблизно розподілений по нормальному закону, то імовірність того, що наробіток до відмовлення t буде менше шуканої періодичності технічного обслуговування T_q визначається з рівняння

(2)

де F_o – табульована функція для нормованого і центрованого нормального розподілу; T_cp – математичне очікування наробітку до відмови виробу;  – середньоквадратичне відхилення наробітку до відмови виробу.

З рівнянь (1) і (2) дістанемо: (3)

Для подальших обчислень T_q використовуємо значення квантилей для нормального розподілу.

Квантиллю U_p нормального розподілу, що відповідає імовірності P, називається число, що задовольняє рівнянню:

F_o(U_p) = P.

У даному випадку можна записати Якщо врахувати, що U_q = U_{1 – p} = –U_p, де P = 1 – q, тоді

Звідси: T_q = T_cp – U_p. (4)

Приклад. Вибірка наробітків до відмовлення фільтра тонкого очищення паливної системи розподілена за законом, близьким до нормального; середній час до відмови складає T_cp = 3560 год, середнє квадратичне відхилення наробітку до відмови дорівнює:  = 550 год. Припустима імовірність відмовлення q = 0,02. Визначити періодичність технічного обслуговування і контролю технічного стану фільтра T_q.

Знаходимо квантиль U_p для нормального розподілу, що відповідає Р = 1 – 0,02 = 0,98. По таблиці знаходимо значення квантилю при Р = 0,98, U_p = 2,054.

Підставляючи дані в рівняння для T_q одержимо:

T_q = T_ср – U_p = 3560 – 2,054550 = 2430 год.

Визначення періодичності обслуговування виробів по заданій інтенсивності відмов

З теорії ймовірностей відомо, що інтенсивність відмов являє собою умовну щільність виникнення імовірності відмовлення невідновлюваного об’єкта, обумовлену для розглянутого моменту часу за умови, що до цього моменту відмови не виникло.

Розглянемо вісь часу на рис.11.

Рис. 11. Схема безвідмовної роботи виробу

Позначимо через t шукану періодичність. Будемо міркувати в такий спосіб: якщо не було відмовлення до наробітку T (час чергового огляду) і не було відмови на ділянці T, то очевидно не було відмов до наробітку T + T.

На підставі цих міркувань, використовуючи теорему множення ймовірностей, одержуємо P(t – T > T)P(t > T) = P(t > T + T) або

(5)

Вираз (5) являє собою імовірність безвідмовної роботи. Імовірність безвідмовної роботи визначається за формулою:

Підставляючи вираз Р(t) у вираз (5) дістаємо:

Використовуючи залежність P(x) = 1 - F(x), записуємо

Розклавши степеневу функцію в ряд

і підставивши її вираз до іншого члена в (5), дістанемо

(6)

При відомій функції (х) формулу (6) можна використовувати як основну для визначення періодичності технічного обслуговування.

Нехай функція (х) відома і розподілена за законом, представленим на рис. 12.

Рис. 12. Функція (t)

Якщо імовірність появи відмовлення q задана, то

(7)

Вираз (7) являє собою площу під кривою. Для забезпечення заданої імовірності q = const (щоб площі S по інтервалах на рис. 12 були рівними) при зростанні (t) наробіток на інтервалах повинен зменшуватись

  T₁  T₂  T₃.

У практичних розрахунках можна приблизно прийняти:

де T_і – шукана періодичність при заданій q; q – задана імовірність появи відмовлення.

Звідси

(8)

Отримана залежність (8) дозволяє визначати періодичність обслуговування і контролю технічного стану на періоді і старіння з достатньою точністю для практики.

Приведені вище методики визначення періодичності обслуговування і контролю технічного стану виробів базуються на накопиченому в процесі експлуатації статистичному матеріалі про відмовлення і несправності виробів ГПА і їхніх наробітках. Крім того, необхідно володіти даними про витрати праці на пошук і усунення відмовлень, а також на проведення обслуговування. Як вихідну інформацію можуть використовувати карти-наряди на ТО, наряди на дефектацію, технологічні вказівки на виконання регламентних робіт і т.п.

Однак, розрахована за будь-якою методикою періодичність обслуговування і контролю технічного стану виробів ГПА розглядається як бажана періодичність, тому що при угрупуванні окремих робіт у виді регламентних робіт для газоперекачувальних агрегатів у цілому може змінюватися.