2. Эксплуатационные мероприятия повышения долговечности и надежности оборудования

Условия эксплуатации машин существенно влияют на показате­ли их надежности. Для обеспечения высоких показателей долговеч­ности и безотказности машин при эксплуатации необходимы сле­дующие мероприятия:

1. Качественная обкатка новых и отремонтированных машин. Ее необходимо проводить в соответствии с рекоменда­цией заводов-изготовителей или ремонтных предприятий. По завершении обкатки снимают ограничение мощности и про­водят первое техническое обслуживание с заменой смазочных мате­риалов.

2. Организация технического обслуживания и создание для его проведения необходимой материальной базы. Высокие показатели надежности машин характерны для предприятий, располагающих стационарны­ми пунктами технического обслуживания, звеньями мастеров-на­ладчиков, применяющих моечное, смазочное, диагностическое и регулировочное оборудование, средства механизации.

3. Проведение периодических технических осмотров машин, спо­собствующих улучшению деятельности инженерно-технических служб хозяйств, хранения машин, повышению уровня эксплуатации и надежности машин. Периодические технические осмотры прово­дят представители Госгортехнадзора один-два раза в год.

4. Соблюдение режимов работы машин. Наиболее высокие удельные нагрузки на детали, плохие условия их смазывания на­блюдаются при начальных пусках двигателей и включении агрега­тов в холодное время года. Износ во время пуска дви­гателя при температуре -18 ^оС приравнивается к износу за 210 км пробега автомобиля.

На работу двигателя отрицательно влияет и перегрев, при кото­ром наблюдается форсированный износ деталей. При повышении температуры охлаждающей жидкости до 115 ^оС суммарный износ увеличивается в 1,5 раза по сравнению с износом при нормальном тепловом режиме.

5. Соблюдение рекомендаций заводов-изготовителей по приме­нению топлива, масла и смазочных материалов. Применяемое топ­ливо влияет на процесс сгорания, условия смазывания поверхнос­тей трения, интенсивность нагарообразования и изнашивания.

6. Контроль и обеспечение достаточной герметизации агрегатов и механизмов машин. Во время эксплуатации машин герметизация нарушается вследствие ослабления крепления крышек, низкого ка­чества прокладочных материалов, коробления плоскостей разъемов корпусных деталей, износа уплотнительных устройств. Так как во внутренние полости агрегатов из окружающей среды засасывается воздух, содержащий абразивные частицы, то герметизации следует уделять особое внимание. При подсосе 1 % не фильтрованного воздуха интенсивность изнашивания верхних поршневых колец увели­чивается в 4 раза.

7. Соблюдение установленных правил хранения машин.

8. Повышение уровня квалификации обслуживающего персонала.

3. Виды износа

Основными факторами, лимитирующими долговечность и надежность оборудования, являются: поломки деталей; износ трущихся поверхно­стей; повреждения поверхностей в результате действия контактных напряжений, наклепа и коррозии; пластические деформации деталей, вызываемые местным или общим переходом напряжений за предел текучести или (при повышенных температурах) ползучестью.

Задачи эти настолько дифференцированы и специфичны, что вме­стить их в рамки общей теории долговечности вряд ли возможно. Они решаются с помощью методов теории прочности, теории износа и, главным образом, в результате целенаправленной конструкторской и технологической работы над повышением долговечности.

Практически долговечность в наибольшей степени определяется из­нашиваемостью деталей. Постепенно развивающийся износ ведет к общему ухудшению показателей оборудования. Со временем износ может всту­пить в катастрофическую стадию. Прогрессирующее повреждение по­верхностей вызывает поломки и аварии (разрушение подшипников каче­ния, выкрашивание зубьев зубчатых колес и т. п.).

Основной вид износа в машинах — механический, который подраз­деляется на износ абразивный, износ при трении скольжения, износ при трении качения и контактный. Детали и узлы оборудования хими­ческих заводов подвержены износу химическому (коррозийному), тепловому и кавитационно-эрозионному. Разнообразие видов износа и различие их физико-механической природы требует дифференцированного изучения и специальных методов предотвращения изнашиваемости. Главными способами повышения износостойкости при механическом износе являются: увеличение твердости трущихся поверхностей, подбор материала трущихся пар, уменьшение удельного давления на поверх­ностях трения, повышение чистоты поверхностей и правильная смазка.

Медленно и равномерно возрастающий износ узлов и деталей оборудо­вания называется естественным, или нормальным. Он является след­ствием работы сил трения, воздействия высокой температуры, рабочей среды и других факторов, связанных с нормальными условиями работы оборудования. Износ, происходящий значительно быстрее нормального, называется аварийным. К числу характерных причин аварийного износа относятся:

а) несвоевременный или недоброкачественный ремонт;

б) не­правильный смазочный режим;

в) неправильная эксплуатация;

г) кон­структивные ошибки;

д) недоброкачественный монтаж и небрежное отношение к оборудованию.

В зависимости от причин износа различают механический, коррози­онный и тепловой износ.

2.1 Механический износ

Механический износ как результат действия сил трения наблюдается у перемещающихся относительно друг друга деталей машин и механизмов. Скорость механического износа зависит главным образом от физико-механических свойств материала в поверх­ностном слое детали, качества поверхности детали, смазочного режима, величины и характера нагрузки. Механический износ представляет собой сумму одновременно происходящих процессов абразивного исти­рания, окисления и смятия соприкасающихся поверхностей, причем в большинстве случаев преобладающим является какой-либо один процесс.

Для эффективной борьбы с механическим износом в каждом конкретном случае необходимо выявить основной процесс и соответ­ствующим образом повысить устойчивость поверхности детали.

2.2 Коррозионный износ

Коррозионный износ как результат воздействия воды, воздуха и особенно агрессивных жидкостей или газов наблюдается главным образом у химических аппаратов, сосудов, трубопроводов и тех деталей машин, которые соприкасаются с агрессивной средой.

При выборе конструкционных материалов для изготовления оборудования химиче­ских заводов с точки зрения их стойкости в среде надо руководство­ваться шкалой коррозионной стойкости, которая в различных хими­ческих средах оценивается по десятибалльной шкале в соответствии с ГОСТ 5272—80 (Табл. 1.5).

Таблица 1.5 – Шкала коррозионной стойкости

Группа стойкости	Баллы коррозионной стойкости	Скорость коррозии, мм/год
Совершенно стойкие	1	0,001
Весьма стойкие	2 3	0,0010,005 0,0050,01
Стойкие	4 5	0,01 0,05 0,050,1
Пониженно-стойкие	6 7	0,10,5 0,51,0
Малостойкие	8 9	1,05,0 5,010
Нестойкие	10	10

Для изготовления химической аппаратуры должны использоваться конструкционные материалы, скорость коррозии которых не превышает 0,10,5 мм/год; чаще применяются материалы стойкие (скорость кор­розии 0,010,05 мм/год).

При эксплуатации оборудования в условиях длительного воздействия высокой температуры в отдельных деталях и узлах может появиться тепловой износ, проявляющийся в образовании трещин, в обгорании и выкрашивании металла. На участках деталей, подвергающихся на протяжении нескольких часов ненормальному перегреву (цапфы валов при отсутствии или недостатке смазки), резко снижается механическая прочность, вследствие чего может произойти поломка этих деталей.