Глава 4. Профилактическое обслуживание магистральных трубопроводов

4.1. Стратегии технического обслуживания и ремонта

Система технического обслуживания и ремонта - это комплекс взаимо­связанных положений и норм, определяющих организацию и порядок прове­дения работ по техническому обслуживанию и ремонту оборудования для за­данных условий эксплуатации с целью обеспечения показателей качества, предусмотренных в нормативных документах.

Все мероприятия, проводимые во время эксплуатации магистрального трубопровода, можно подразделить на две группы: плановые и внеплановые. Последние обычно связаны с ликвидацией отказов и заключаются в обнаруже­нии отказа, ликвидации его последствий и восстановлении работоспособности трубопровода.

Плановые мероприятия проводятся профилактически и реализуются в виде замен, регулировок, настроек, наладок и т.п.

Можно выделить три основные проблемы профилактического обслужи­вания:

1. определение периодичности профилактики;

2. определение объемов профилактики;

3. организация выполнения профилактики.

При назначении сроков проведения профилактических работ исходят либо из наработки по каждому виду оборудования (наработка - это продолжи­тельность или объем работы, выполненный оборудованием), либо учитывают специфические условия, влияющие на состояние оборудования (климатиче­ские и др). На назначение периодичности профилактики влияют показатели надежности данного оборудования. В процессе эксплуатации объект может находиться в одном из трех состояний: исправном (неисправности нет), неис­правном (возникла неисправность, а отказ не наступил), неработоспособном (отказ наступил). При этом первые два состояния (исправное и неисправное) являются работоспособными.

Содержание профилактического обслуживания или другими словами объем профилактики накапливается в процессе эксплуатации и определяется фактическим состоянием объекта.

Организация выполнения профилактики заключается в планировании процесса профилактического обслуживания и управления им. При этом пла­нирование включает такие вопросы, как подготовка объекта к профилактике, распределение обслуживающего персонала, последовательность выполнения работ, материально-техническое обеспечение, квалификация и специализация персонала, взаимозаменяемость, а управление предусматривает диспетчериза­цию работ, организацию рабочего места, организацию труда, количество и численность бригад и т.п.

В зависимости от того, как решаются эти проблемы, можно выделить следующие стратегии технического обслуживания и ремонта:

1. по потребности после отказа;

2. планово-предупредительная в зависимости от наработки;

3. планово-предупредительная по состоянию.

Стратегия ТОР после отказа состоит в том, что объекты ремонтируют по потребности после возникновения отказа, поломки в случайные моменты вре­мени. Система обеспечивает почти полное использование ресурса (долговеч­ности) отдельных деталей, т.к. элементы эксплуатируются до отказа. В то же время показатель безотказности оборудования остается низким в связи с от­сутствием работ по предотвращению отказов. Кроме того, аварийный ремонт сопровождается большими материальными издержками.

Основу планово-предупредительной системы ТОР по наработке состав­ляет плановый ремонт (обслуживание), предупреждающий отказы оборудова­ния и осуществляемый регламентно через определенное время. Основным не­достатком данной стратегии ТОР является значительное недоиспользование ресурса деталей при их преждевременной замене во время планового ремонта. Этот вид системы ТОР повышает показатель безотказности, однако в то же время снижает долговечность составных частей объекта.

Стратегия ТОР по состоянию на базе диагностирования заключается в плановом контроле состояния оборудования с установленной периодичностью и обслуживанием в зависимости от этого состояния. При этом повышается степень использования ресурса оборудования и показатель безотказности обо­рудования. Однако данная стратегия требует разработки методов и средств ди­агностирования, обладающих большой информативностью.

В настоящее время при ТОР трубопроводов в основном используется система ППР по наработке. При этом несмотря на большой объем работы и соответствующие трудозатраты не обеспечивается достаточная надежность оборудования, требования к которой резко увеличились при переходе на экс­плуатацию по малолюдной технологии.

4.2. Система планово-предупредительного ремонта

Система планово-предупредительного ремонта (11ПР) представляет со­бой совокупность организационно-технических мероприятий по надзору, об­служиванию и ремонту объекта по заранее составленному плану, которые спо­собствуют увеличению долговечности деталей и узлов при номинальных ра­бочих параметрах, предупреждению аварий, повышению культуры эксплуата­ции и уровня организации ремонта.

Систему ППР трубопроводов составляют техническое обслуживание (или межремонтное предупредительное обслуживание) и плановый ремонт.

Техническое обслуживание (ТО) - комплекс ремонтно-профилактических работ по надзору и уходу за объектами в период между двумя очередными пла­новыми ремонтами, заключающийся в наблюдении за их состоянием, выполне­нии работ профилактического характера, выявлении и устранении мелких неис­правностей, при наличии которых невозможна нормальная эксплуатация объек­тов, определением и уточнении объемов работ для проведения ремонтов.

Техническое обслуживание линейной части и НПС можно подразделить на осмотры и собственно техническое обслуживание.

В состав работ по техническим осмотрам, производящимся, как правило, вместе с работами по ТО, входят: визуальный осмотр и контроль за состояни­ем трассы; выявление утечек нефти и нефтепродуктов по выходу их на по­верхность земли, внешних ситуационных изменений в охранной зоне; осмотр запорной арматуры, фланцевых соединений, насосных агрегатов и т.д.

В состав работ по собственно техническому обслуживанию входят: уст­ранение незначительных размывов трубопровода; отвод ливневых и талых вод; очистка колодцев от мусора и грязи; покраска частичная или полная; смазка; крепежные работы; регулировка и т.п.

Ремонт - это комплекс работ, направленных на поддержание работоспо­собности или восстановления исправности как объектов в целом, так и отдель­ных узлов и деталей, путем устранения неисправностей, возникающих в про­цессе эксплуатации.

В зависимости от особенностей, степени повреждений и износа обору­дования трубопроводных систем, а также трудоемкости ремонтных работ, раз­личаются следующие виды ремонта: текущий (малый), средний и капиталь­ный. Текущий и средний ремонт сооружений линейной части магистральных трубопроводов тесно связаны, поэтому рассматривать их раздельно нецелесо­образно и они объединяются в текущий ремонт. Разграничивают текущий и средний ремонт преимущественно для основного оборудования НПС - насос­ных агрегатов.

Текущий ремонт - это минимальный по объему предупредительный ремонт для систематического и своевременного предохранения от различного рода отка­зов конструктивных элементов (деталей, узлов и отдельных агрегатов оборудова­ния); при этом заменяются или восстанавливаются изношенные детали с наиболее короткими сроками службы, проверяется на точность работы оборудование и т.п.

Текущий ремонт включает:

• предупредительный (профилактический) ремонт, планируемый по объ­ему и времени его выполнения;

• непредвиденный, выполняемый в процессе эксплуатации, как правило, в срочном порядке.

По сути дела текущий ремонт может включать обе указанные разновид­ности или в отдельности каждую в зависимости от выбранной стратегии об­служивания и ремонта оборудования.

Что касается состава работ, то, например, к текущему ремонту линейной части относятся:

• ликвидация мелких повреждений земляного покрова и устройство во- доотводящих каналов, вырубка кустарника, скашивание сорняка или обработ­ка их химикатами;

• мелкая ревизия и ремонт запорной арматуры, линейных сооружений и антикоррозионного покрытия;

• подготовка объектов к эксплуатации в весенне-зимних условиях;

• измерение потенциалов труба-земля, рытье шурфов и осмотр состояния поверхности металла трубы и т.д.

Средний ремонт - это промежуточный вид предупредительного ремонта для сложного оборудования (насосный агрегат), транспортных средств и др. Периодичность проведения - не менее 1 раза в год, т.е. с отработкой более 8400 ч. Средний ремонт отличается от текущего несколько большим объемом работ, в который входит частичная разборка ремонтируемого оборудования, замена или восстановление всех изношенных деталей, кроме базовых, провер­ка на точность, регулировка и испытание под нагрузкой. Кроме того, при среднем ремонте обязательно проверяется техническое состояние всего ремон­тируемого агрегата и устраняются все обнаруженные неисправности.

Капитальный ремонт - это наибольший по объему комплекс ремонтных работ, который производится при достижении предельных величин износа конструктивных элементов, деталей и узлов оборудования и заключается в полной разборке агрегатов, в замене или ремонте изношенных неисправных составных частей, в проверке и сборке ремонтируемого оборудования, в регу­лировке и испытании.

4.2.1. Перечень мероприятий, включаемых в систему ППР

При проведении ППР осуществляют следующие мероприятия:

1. на основании Положений ППР составляют планы-графики ремонта технологического оборудования и типовой сетевой график капремонта;

2. выполняют все виды ремонта;

3. производят расчеты по определению трудоемкости и численности ра­бочих, необходимых для производства ремонтных работ;

4. осуществляют надзор за техническим состоянием и безопасной экс­плуатацией оборудования;

5. организуют учет работы оборудования;

6. обеспечивают нормальные условия хранения на складе запасных час­тей;

7. составляют заявки на оборудование и запасные детали;

8. разрабатывают планы организационно-технических мероприятий по снижению трудоемкости ремонтных работ, улучшению качества ремонта и со­кращению простоя оборудования при ремонте;

9. изучают причины и характер отказов деталей и узлов оборудования в конкретных рабочих условиях, дают рекомендации по увеличению сроков их службы;

10. проводят ремонт и восстановление деталей;

11. составляют перечень рационализаторских мероприятий, намечаемых к внедрению на эксплуатируемом оборудовании.

Действующие нормативы на ремонт оборудования трубопроводных сис­тем устанавливают для каждого вида оборудования:

• отдельные виды ремонтов;

• время работы между ремонтами;

• время простоя в часах при ремонте:

• затраты труда на ремонт в человеко-часах в зависимости от категории сложности ремонта; *

• расход запасных частей и основных материалов на эксплуатацию и ремонт.

Все ремонтные операции начинают и заканчивают в установленное время.

В действительности ремонтные операции имеют в какой-то степени ве­роятностный характер. Это связано с состоянием оборудования, которое пол­ностью выявляется лишь после его разборки, а также с обеспеченностью за­пасными частями и с возможной переброской ремонтного персонала на вы­полнение аварийных ремонтов.

4.2.2. Ремонтный цикл и его структура

Ремонтным циклом называется время работы между двумя капитальны­ми ремонтами или время работы от начала эксплуатации до капремонта. Дли­тельность ремонтного цикла зависит от конструкции, условий работы объекта, нагрузки и фактического срока службы. Ее принимают такой, чтобы она была меньше длительности работы, при которой возникает максимальная допусти­мая вероятность отказа агрегата в целом. Большая продолжительность цикла приводит к увеличению вероятности отказа и вынужденным внеплановым ре­монтам. При излишне сокращенном ремонтном цикле необоснованно увели­чиваются затраты на ремонтное обслуживание.

Межремонтный период охватывает время работы объекта между двумя очередными плановыми ремонтами.

Под межосмотровым периодом понимают время, на протяжении которо­го объект работает между двумя очередными плановыми осмотрами или меж­ду плановым ремонтом и ближайшим осмотром.

Длительность ремонтных циклов, межремонтных и межосмотровых пе­риодов подсчитывают по количеству отработанных объектом часов или по ка- кой-нибудь другой равнозначной величине, например, календарному времени эксплуатации объекта. Величина межремонтного периода может определяться длительностью службы наименее стойких деталей, сменяемых при текущем ремонте.

Под структурой ремонтного цикла понимается порядок чередования пла­новых ремонтов и осмотров объекта. Схема структуры ремонтного цикла тру­бопровода приведена на рис. 4.1.

Например, для центробежных насосов, перекачивающих неагрессивные нефтепродукты при температуре до 200 °С, межремонтные периоды и струк­тура ремонтного цикла определяется следующими цифрами: время работы между текущими ремонтами - 3960-4680 ч; средними - 11880-14040 ч; капи­тальными - 35640-42120 ч; структура цикла - 6 текущих ремонтов, 2 средних, капитальный ремонт.

4.2.3. Планирование при осуществлении системы ППР

Планирование технического обслуживания и ремонтов начинается с со­ставления годового графика ППР на основании ремонтных циклов, с учетом дефектных ведомостей, результатов обследования объектов, титульных спи­сков капремонта и других документов.

Для проведения ремонтов, связанных с остановкой трубопровода, выде­ляется 15 суток. При составлении графиков ремонта линейной части необхо­димо, чтобы время остановки ремонтных участков совпало со временем ре­монтной остановки насосно-силового оборудования перекачивающих станций.

Планирование и организация ремонта основного оборудования перека­чивающих станций при наличии резерва несколько проще. Резерв позволяет ремонтировать оборудование без остановки станции.

При составлении графиков ППР соблюдаются следующие условия:

• продолжительность работы между двумя ремонтами должна соответст­вовать установленным нормам;

• длительность каждого ремонта должна быть строго ограниченной;

• при длительном ремонте следует вводить в работу резервное оборудование.

В процессе планирования ППР определяется трудоемкость ремонта.

Трудоемкость ремонта представляет собой затраты труда на проведение

одного ремонта и рассчитывается с учетом ремонтной сложности и конструк­тивной особенности оборудования. Оценка трудоемкости ремонта может вы­ражаться как в абсолютных (человеко-часы или -дни), так и в относительных величинах. При относительной оценке трудоемкость ремонта какого-либо ви­да оборудования принимается за эталон. Эта величина называется также ус­ловной и соответствует примерно 40-55 нормо-часам.

Система ППР предусматривает категории сложности работ.

Сложность ремонтных работ (или категорию ремонтной сложности) лю­бого вида оборудования определяют как

R — т/г ,

где 1 - общие трудозатраты на ремонт данного вида оборудования в че­ловеко-часах,

г - единица ремонтной сложности, равная 10 чел.-ч.

Установление категории сложности ремонта облегчает планирование ремонтных работ и позволяет определить численность ремонтного персонала п, которую подсчитывают по формуле:

1 m in m

И=1 t i-i

где t - годовой плановый бюджет рабочего времени одного ра­

бочего, в часах;

i =l...m - число видов ремонтируемого оборудования.

Планируемый межремонтный срок службы оборудования Т_Ш1 может быть определен по формуле:

Т

^пл К_э'

где Н - нормативный межремонтный ресурс, ч; К_э - коэффициент использования оборудования:

э пг

к

где Тф - фактическая наработка, ч;

Т* - календарное время эксплуатации, т.е. время между двумя ка- премонтами.

Количество капитальных ремонтов а_к в ремонтном цикле равно единице, т.е. а_к = 1.

Количество средних ремонтов а_с в ремонтном цикле:

^Т 1

где Т - длительность ремонтного цикла;

Т_с - наработка между средними ремонтами. Один средний ремонт совпадает с капитальным. Количество текущих ремонтов агв цикле равно:

Т

«г =- —^ак ~а_с> 1_Т

где Тт - наработка между текущими ремонтами.

Высококачественное проведение ремонтов возможно при наличии необ­ходимого количества запасных частей.

Исходными данными для определения общего количества запасных час­тей являются нормы расхода и срок службы этих частей.

Годовой расход деталей на один агрегат Р (в шт/год) определяется по формуле:

_{P = 12}Np

где Nd~ количество одинаковых деталей в агрегате, шт;

t_g - срок службы детали, месяцы. Годовая потребность сменных деталей на группу однотипных агрегатов Р, равна: ,

Р_г = Р N

где Na - количество агрегатов.

Норма постоянного запаса деталей, хранящихся на складе (в шт-месяц):

где Р_т, Р_с, Р_к - расход деталей, соответственно, на текущий, средний и капитальный ремонты для одного агрегата, шт.; t_T, tc, t* - межремонтный период, соответственно, для текущего, среднего и капитального ремонта, сут.; D - принятое число суток хранения постоянного запаса, сут, а - коэффициент, учитывающий число однотипных агрегатов

(а = 0,9 - 0,98);

А - число ремонтируемых агрегатов; L₃ - ремонтный цикл, месяцы.

4.2.4. Техническая документация в системе ППР

Для подготовки к типовому ремонту кроме графика ППР необходимы следующие документы:

• ведомость документов (объем типового ремонта);

• технические условия на ремонт элементов и узлов агрегата;

• техническая карта ремонта для крупных агрегатов повышенной сложности;

• сводные ведомости оборудования и материалов;

• комплект чертежей на агрегат, включая чертежи на запасные части;

• комплект отчетных технических формуляров по ремонту;

• ведомости оргтехоснастки;

• план размещения ремонтных узлов, деталей и оргтехоснастки;

• сетевой график типового ремонта;

• указание по управлению ремонтом.

Выполнение работ по техническому обслуживанию и ремонту должно заноситься в соответствующие журналы, например:

• журнал линейного ремонтера-обходчика;

• журнал технического обслуживания и ремонтов линейных сооружений участка нефтепродуктопровода аварийно-профилактической бригады;

• журнал воздушного наблюдения и др.

Оформляются различные акты, например:

• акт осмотра блок-постов;

• акт водолазного осмотра;

• акт осмотра (обследования) линейных сооружений;

• акт приемки работ после капремонта и др.

Каждый объект должен иметь паспорт (формуляр), куда систематически вносятся сведения о проведении ППР.

Районные управления на основании учета этих данных ежемесячно должны отражать выполнение работ в специальном отчете.