Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ѕрикладные теории надежности




 роме общей теории надежности одновременно развиваютс€ прикладные теории надежности, рассматриваютс€ вопросы обеспечени€ необходимой надежности данной конкретной техники (авиаци€, приборы, механизмы, машины, ’“— и т.д.).

¬первые методы, реализующие системный подход к анализу и оптимизации уровн€ надежности химических, нефтехимических производств, систематизированы сотрудниками кафедры кибернетики ’“ѕ ћ’“» им. ƒ. ». ћенделеева, которые по существу работали в составе научной школы заведующего кафедрой, академика –јЌ  афарова ¬. ¬. [16-21].

¬ работах [14, 15] представлены характерные особенности ’“—, как объектов исследовани€ надежности.   таким особенност€м эти авторы относ€т:

1. ћногомерность ’“— как по числу составл€ющих элементов, так и по числу переменных и параметров, характеризующих функционирование системы.

2. —ложность поведени€ ’“— в процессе эксплуатации, обусловленна€ взаимовли€нием элементов ’“—.

3.  ак правило, функционирует сравнительно мало однотипных ’“—, что затрудн€ет сбор статистической информации об отказах. —ледовательно, оценку надежности проектируемых ’“— необходимо осуществл€ть либо на основе анализа надежности технологической топологии ’“—, либо примен€ть методы, учитывающие масштабный фактор надежности. ƒобавим к этому отсутствие объективной статистики по остановкам ’“— на предпри€ти€х и в отчетности по отрасли.

4. –азнообразие условий эксплуатации и технического обслуживани€ однотипных элементов.

5. ќсновными критери€ми надежности ’“— €вл€етс€ долговечность и ремонтопригодность, а не безотказность.

6. Ёлементы ’“— относ€тс€ в основном к восстанавливаемым.

7. ѕри исследовании характеристик надежности ’“— используютс€ ограничительные допущени€:

Ј ’“— находитс€ в установившемс€ режиме эксплуатации;

Ј поток отказов элементов ’“— прин€т стационарным гауссовским, обладающим следующими свойствами:

а) стационарность, поскольку на любом интервале времени Dt веро€тность возникновени€ отказа элемента определ€етс€ только величиной Dt, независимо от удаленности данного интервала времени от начала эксплуатации элемента ’“—;

б) поток без последействи€, т.е. отказ любого элемента не приводит к изменению надежности остальных элементов, т.е. отказы элементов ’“— €вл€ютс€ случайными независимыми событи€ми.

в) поток отказов ’“— €вл€етс€ ординарным, т.е. веро€тность возникновени€ в один и тот же момент времени двух и более отказов ничтожно мала.

Хотказы элементов ’“— распределены или по ѕуассону, или по экспоненциальному закону, или по √-распределению.

Хпоток отказов самой ’“— прин€т суммой независимых потоков отказов элементов и также €вл€етс€ простейшим потоком с интенсивностью отказов, равной сумме интенсивностей составл€ющих потоков отказов элементов ’“—. “. е. , i = 1, 2, 3,... N, где N - число элементов в ’“—, li - интенсивность отказов i-го элемента с экспоненциальным законом распределени€. “аким образом, врем€ безотказной работы ’“— также подчин€етс€ этому закону распределени€.

Хверо€тность безотказной работы не резервируемой ’“— на интервале времени (0, t) равна:

(1)

¬ыделение жирным шрифтом в выше приведенном тексте цитировани€ сделано автором монографии.

—разу отметим, чтовсе дальнейшие работы, в которых первым автором €вл€етс€ акад.  афаров ¬.¬., базируютс€ на указанных выше характеристиках ’“— и предпосылках.

ќтметим, что в этих работах система (т.е. ’“—) состоит из элементов. ќднако, важнейшее свойство системы (взаимодействие элементов) отметаетс€ выбором пол€ элементарных, случайных событий (отказы элементов взаимно-независимые в веро€тностном смысле). —ледовательно, ’“— - не система.

— одной стороны интенсивность отказов li элементов ’“— приходитс€ находить из статистических наблюдений и испытаний, а с другой стороны авторы признают, что кажда€ ’“— или уникальна, или имеет малый тираж. —ледовательно, где же брать исходные данные, чтобы найти веро€тность сложных событий над полем элементарных, случайных событий?  ак пользоватьс€ инженеру методами школы акад.  афарова ¬. ¬. и его учеников?

јвторы признают разнообразие условий эксплуатации и обслуживани€, и это действительно так, но как же примен€ть статистику дл€ поиска li? —татистика требует неизменности условий эксперимента, испытаний, а они, оказываетс€, разнообразны.

ѕокажем обоснованность наших сомнений на примере - посмотрим, что значит формула (1). ѕусть хочетс€ создать ’“— с веро€тностью безотказной работы на интервале времени (0, t) равной –’“— = 0,9. ƒл€ простоты расчетов и нагл€дности предположим, что ’“— состоит всего из 10 элементов, у которых –i = const, i = 1, 2, 3,.... 10.  акова же величина –i?

.

¬от какими надежными должны быть элементы такой ’“—. » где же такие найти? ќбратно, пусть –i = 0,9, тогда

.

» кому нужна така€ ’“—?

—ам перечень предпосылок, приведенный выше, показывает, что основатели теперь традиционного подхода к определению показателей надежности ’“— страдают камеральностью теоретизировани€. »м приходитс€ рассматривать систему и ее элементы как Учерные €щикиФ, и они не опираютс€ на опыт разработки, создани€ и пуска своих ’“—, ими не привлекаетс€ главный документ, на основе которого создаетс€ промышленна€ установка Ц регламент и его требовани€. Ёта же камеральность заставл€ет не конкретизировать физическую суть €влени€, которое они называют отказом, это просто метафора, котора€ у разных разработчиков вызывает разные ассоциации и представлени€.

ѕрошло 30 лет после самой ранней публикации [21], в которой предлагалс€ метод и который потом стал Ђтрадиционнымї в машиностроении. ≈сли же загл€нуть в историю этого метода еще глубже, то, оказываетс€, что заведующий кафедрой теории веро€тностей на мехмате ћ√” им. ћ. ¬. Ћомоносова проф. Ѕорис ¬ладимирович √неденко на своих лекци€х в 1962 году рассказывал студентам об этом элементном подходе к расчету надежности систем, а на семинарах студенты решали задачи дл€ разветвленных схем соединений элементов. —ледовательно, основани€ традиционного метода определени€ надежности систем имеют аж 40 летнюю историю.

Ќо уже в начале 80-х годов возникла насущна€ потребность сепарировать, различать УхорошиеФ ’“— и УплохиеФ - больше нельз€ было это делать во врем€ пусковых работ, необходимо было искать метод различени€ на стадии УбумагиФ, т.к. в УжелезеФ очень дорого дл€ экономики страны, в которой всегда не хватает денег на инвестиции. » когда мы ознакомились с работами школы акад.  афарова ¬. ¬., то пон€ли, что просто не имеем исходных данных дл€ применени€ Ђтрадиционногої метода определени€ показателей надежности ’“—, по которым можно было бы различать УплохиеФ ’“— от УхорошихФ. ” нас есть регламент на проектирование, в котором дана технологическа€ схема (это в [16-21] называют топологией ’“—), потоки и их параметры, перечень стандартного оборудовани€. √де же брать пресловутые li (показатели интенсивности отказов в экспоненциальном законе распределени€ или в распределении ѕуассона)?

Ѕолее того, дл€ тех, кто лично разрабатывает УэлементыФ ’“—, проводит авторский надзор над изготовлением, участвует в монтаже и, главное, потом сам пускает ’“—, отказ ’“— совсем не гуманитарное пон€тие на уровне чувств и эмоций. —ошлемс€ на собственный опыт: если температура в печи обжига мелкозернистых частиц глины превысила допустимые величины, то образовалс€ УкозелФ весом 2-3 тонны, и вс€ пускова€ бригада с помощью лома и отбойных молотков выгребает это раскаленное создание из печи 2-3 суток. ¬от это отказ! ≈сли концентраци€ нитрат-сульфатных солей в растворе, подаваемом в форсунки гранул€тора псевдоожиженного сло€, снизилась, то оп€ть имеем УкозелФ весом уже 8 тонн да еще и взрывоопасного вещества. ≈сли собственна€ частота пульсаций псевдоожиженного сло€ совпала с собственной частотой колебаний перекрыти€, на котором стоит промышленный гранул€тор, то последний срывает анкерные болты и идет Угул€тьФ по цеху, разрыва€ газоходы и трубопроводы. ¬от это отказ!  ороче говор€, дл€ разработчиков ’“— и УпускачейФ отказ характеризуетс€ набором параметров состо€ни€, комплектом физико-химико-процессных величин.

ѕредставл€етс€, что в основе неприменимости инженерами Ђтрадиционногої метода определени€ показателей надежности ’“— находитс€ именно неудачный выбор пол€ элементарных случайных событий.

–аботы акад.  афарова ¬. ¬., его учеников и последователей, предложенные концепции и идеи, логико-математический аппарат - все это оказало огромное вли€ние на специалистов в области надежности систем. ќднако, практическа€ инженерна€ потребность в инструменте различени€ УплохихФ ’“— от УхорошихФ на УбумажнойФ стадии разработки, осознанна€ в нашем коллективе, заставила отказатьс€ от этих концепций и искать свой путь разработки этого инструмента, тот путь, который обогащен опытом разработки, создани€ и пусковых работ ’“—. » значимость пути школы акад.  афарова ¬.¬. и его учеников состоит в том, что нам было от чего отказыватьс€. Ќаверное, это и означает Увстать на плечи гигантовФ и идти вперед.

ѕочти параллельно с ћ’“» развивалось свое направление в области надежности ’“— в ћ»’ће. Ѕлагодар€ инициативе и творческой активности видного ученого и педагога »гор€ Ѕорисовича ∆илинского в ћ»’ће (теперь ћ√”»Ё) на кафедре У онструирование аппаратов химических производствФ (теперь ј ћј - автоматизированное конструирование машин и аппаратов) была создана группа, котора€ зан€лась решением задач надежности. ѕосле смерти ». Ѕ. ∆илинского руководство школой надежников в ћ»’ће вз€л на себ€ ¬иктор —тепанович Ўубин, который любезно предоставил автору этой монографии свой архив по работам в области надежности.

ƒиссертационна€ работа ». Ѕ. ∆илинского, котора€ оценена докторской [22], по существу заложила концептуальные основы работы многих коллективов надежников, не только в ћ»’ће, на многие годы вперед и они €вились отражением практики инженера-механика при эксплуатации ’“— в период 1941-1945 гг.

¬ [22] показано, что увеличение линейных размеров оборудовани€ уменьшает надежность агрегата. Ёто €вл€етс€ сильным ударом по гигантомании в химической промышленности. Ёто же означает, что дл€ создани€ крупного издели€ высокой надежности при его изготовлении необходимо предъ€вл€ть более высокие требовани€ к материалам, точности, технологии обработки, сборки, монтажа, транспортировки от завода-изготовител€ на монтажную площадку.

¬ [22] высказана мысль, которую нельз€ не процитировать: УЌадежность механических свойств не может полностью характеризовать качественную сторону функционировани€ оборудовани€ химических производств, ибо работоспособность оборудовани€ в данном случае определ€етс€ и характером параметров, необходимых дл€ совершени€ тех или иных процессов, т.е. параметрической надежностьюФ (выделено Ќ.Ќ.ѕ.). Ёта мысль дл€ нашей работы звучит просто как благословение издалека.

ƒалее, в [22] узнаем: У»звестно огромное значение предмета Уѕроцессы и аппараты химической технологииФ в химическом машиностроенииї. ¬ диссертации показываетс€ методика прогнозировани€ уровн€ показателей надежности функционировани€ процессов и аппаратов, т.е. предлагаетс€ вслед за традиционными расчетами вводить расчетную оценку технологической надежности объекта. »менно этим мы и занимаемс€ в насто€щей монографии. ѕринципиальное отличие состоит в том, что у нас нет Увслед за традиционными расчетамиФ.

–аботоспособность системы у нас, как отмечено выше, определ€етс€ множеством заданных параметров, подмножество которых состоит из параметров, определ€ющих свойства оборудовани€, его деталей и узлов.  роме того, мы раздел€ем масштабы времени процессов переноса субстанций в технологии с масштабом времени деградации и деструкции материи, т.е. Ђжелезаї, так как эти масштабы времени несоизмеримы (часы и годы). Ёто позвол€ет находить параметрическую надежность ’“— (или, говор€ €зыком [22] - технологическую надежность) при неизменных свойствах УжелезаФ в течение времени, равному 10-1-10-2 масштаба деградации и деструкции его.

”ченики ».Ѕ. ∆илинского проводили исследовани€ Ђдоказательствї своей теории, начина€ с бесспорно простых частей ’“— и провод€ их усложнени€. “ак, в [23] рассматриваютс€ резервуары хранени€ продуктов на химических, нефтехимических, нефтеперерабатывающих заводах, базах хранени€, на промыслах. ќтказ такого простого аппарата приводит к просто€м заводов, затратам на ремонт и экологическому вреду дл€ окружающей среды. јвтор [23] показал, что источником отказов €вл€ютс€ процессы коррозии и напр€жени€, возникающие не только при стыковке листов в процессе сварки - оказалось, что максимальна€ коррози€ происходит в верхней части резервуара, где металл оболочки взаимодействует с паро-газовой фазой и на границе раздела фаз. ќдновременно, здесь возникают наиболее опасные напр€женные состо€ни€ в сварных швах верхней части резервуара Ц бесспорна€ св€зь технологии и надежности.

Ќа этой физико-химической основе за модель отказа резервуара прин€то состо€ние, при котором значени€ хот€ бы одного заданного параметра, характеризующего способность объекта выполн€ть заданные функции, не соответствуют требовани€м, установленным нормативно-технической документацией. ¬ качестве показател€ надежности в [23] выбран комплексный показатель - коэффициент технического использовани€ и параметр потока отказов. ќказалось, что коэффициент технического использовани€ резервуара линейно уменьшаетс€ с увеличением геометрического объема резервуара дл€ всех исследованных углеводородов. ќдновременно, было обнаружено, что величина коррозии (и ее среднеквадратическое отклонение) тоже линейно увеличиваетс€ по высоте резервуара. “а же зависимость и дл€ скорости коррозии.

¬ [23] предложены оригинальные рекомендации, повышающие надежность емкостей.

–абота [24] впервые четко расчетом показала роль совокупности идей, заложенных в метод исследовани€ работоспособности ’“— [22], особенно в части осознани€ гипотез и предпосылок. ¬ [24] демонстрируетс€ эксплуатационный граф-портрет одной из установок производства экстракционной фосфорной кислоты. ѕо существу результаты анализа просто убийственные. ƒействительно, из [24] следует, что недополученный целевой продукт из-за простоев составл€ет 1/3 от полученного за год, что внеплановые простои соизмеримы с плановыми (808 часов и 1037 часов соответственно). Ќеплановые простои разделены в [24] на внешние и внутренние.   первым относ€тс€: переполнение емкостей с готовой фосфорной кислотой, отсутствие автотранспорта, отсутствие сырь€ (аппатита или серной кислоты), отсутстви€ воздуха, отсутствие электроэнергии, отсутствие оборотной воды.   внутренним просто€м непланового характера относ€тс€ аварии и нарушени€ технологического процесса. ј все аварии еще разделены на 11 видов в зависимости от того, что сломалось. ѕричем, автор [24] основное внимание обратил на аварии карусельно-вакуумного фильтра, в котором собственно и производилось отделение фосфорной кислоты от кристаллов гипса. ’от€ аварии, св€занные с узлом выгрузки, с отказами насосов, дают недовыработку продукта, соизмеримую с таковой из-за отказов карусельно-вакуумного фильтра.

јналогичные граф-портреты были построены по 9 однотипным ’“— производства фосфорной кислоты. »менно из анализа этих граф-портретов следует, что в макросистеме (по нашей концепции), в которой функционирует ’“—, царит такой хаос и беспор€док, что эта макросистема просто не имеет права требовать от своей части, т.е. самой ’“—, качества и надежности. Ёто типичный пример вли€ни€ системных свойств на функционирование части (у нас ’“—) системы.

„то касаетс€ выбора доминирующего фактора в [24], определ€ющего надежность всей ’“—, в виде карусельно-вакуумного фильтра, то этот выбор не €вл€етс€ очевидным и обоснованным. ”зел выгрузки гипса из экстрактора и насосы дл€ суспензии также часто выходили из стро€. ƒействительно, при нашей попытке применить метод исследовани€ работоспособности ’“— к линии производства экстракционной фосфорной кислоты была обнаружена полна€ нераспознанность процессов химических и фазовых превращений в экстракторе, где происходит химическа€ реакци€ между природным сырьем (аппатитом) и серной кислотой. ¬ результате этой реакции образуетс€ гипс, а далее происходит укрупнение кристаллов гипса с захватом маточника (фосфорной кислоты). »менно эти процессы в экстракторе определ€ют и надежность карусельно-вакуумного фильтра, и надежность узла выгрузки гипса из экстрактора, и надежность насосов. » именно дл€ этих химико-фазовых процессов не удалось найти количественной информации, хот€ этой теме посв€щено много статей в периодической печати, в монографи€х и диссертаци€х. »з-за этого пришлось отказатьс€ от применени€ нашего метода исследовани€ работоспособности ’“— к установке Ё‘ , которое велось автором монографии во ¬Ќ»» омплекте.

¬ [25] аспирант школы надежников ћ»’ћа гласно формулирует мечту о методах прогнозировани€ показателей надежности на стадии проектировани€.

јвтор считает, что Уќценить надежность элементной базы можно двум€ основными способами: статистической обработкой экспериментальных данных и аналитическим веро€тностным представлением закономерностей физических процессов, протекающих в элементахФ. ƒалее, автор [25] отдает предпочтение второму способу. ќн определ€ет запас надежности как Усвойство объекта сохран€ть, начина€ с некоторого момента времени его существовани€, в установленных пределах значени€ всех параметров, характеризующих способность выполн€ть требуемые функции при наличии действующих процессов разрушени€ и восстановлени€Ф.

¬ нашей терминологии здесь речь идет о заданных параметрах, которые по определению имеют разрешенный диапазон отклонени€ от номинала.

ƒалее, в [25] проводитс€ поиск запаса надежности по одному из параметров: активность катализатора, теплообмен, фильтраци€, износ, прочность, циклические нагрузки. ¬ прикладных вопросах запаса надежности в [25] предлагаетс€ работать по некоторому алгоритму поиска запаса надежности. ѕервый блок алгоритма - Упутем анализа исследуемого объекта вы€вить параметр функционировани€, который определ€ет работоспособность объекта во врем€ его эксплуатацииФ. Ќу, и как это делать?  ак найти определ€ющий, доминирующий параметр? „то значит анализировать? ќтвета в [25] нет.

–абота [26] посв€щена проблеме работоспособности газо- и нефте-перерабатывающего и промыслового оборудовани€ дл€ тех месторождений, у которых нефть и пластовые воды имеют высокое содержание агрессивных веществ. јвтор [26] показывает, что совместное действие механических напр€жений и коррозионно-активных сред отнюдь не имеет свойства аддитивности, их нельз€ рассматривать отдельно при оценке долговечности оборудовани€. ѕроисходит нелинейное взаимодействие, при котором механические напр€жени€ играют автокаталитическую роль.

¬ [26] Уработоспособность оборудовани€ понимаетс€ как комплекс характеристик материала и конструктивных элементов, обеспечивающих его способность выполн€ть заданные функции в услови€х одновременного действи€ внешних нагрузок и коррозионно-активных средФ. ќсобую роль автор [26] отводит стадии проектировани€ издели€, вли€нию факторов повреждаемости в процессе производства издели€, а так же механической геометрической неоднородности конструктивных элементов.

ќдновременно, в [26] убедительно показываетс€, что работоспособность сильно зависит от технологического наследи€ при изготовлении, т.е. издели€ Упомн€тФ как, из чего их сделали, какие остаточные напр€жени€, деформации зафиксированы в изделии после стадии изготовлени€. —борка издели€ из заготовок со своей Упам€тьюФ дает свое технологическое наследие и оказывает сильное вли€ние на интенсивность коррозионных процессов, определ€€ долговечность издели€. «десь можно отметить признаки системного подхода: обозначены части, названа сама система и рассмотрено взаимодействие частей, обнаружено системное свойство: интенсификаци€ процесса коррозии в местах концентрации напр€жений, именно интенсификаци€, а не аддитивность.

јвтор [26] не замахиваетс€ Уобъ€ть необъ€тноеФ, он рассматривает сосуды, аппараты и трубопроводы, которые относит к одной общей группе оборудовани€ - оболочки, что составл€ет огромный класс оборудовани€ в химической, нефтехимической и нефтедобывающей промышленност€х. ƒалее, ищутс€ закономерности распределени€ упругих и упруго-пластических напр€жений, деформаций в конструктивных элементах с технологическими дефектами при изготовлении и ищетс€ их вли€ние на коррозию поверхности материала.

«аключительна€ стади€ изготовлени€ оборудовани€ оболочкового типа - гидравлические испытани€ издели€, его опрессовка. јвтор [26] показывает, что это совсем не безвинна€ операци€, и процедура опрессовки приводит к существенным изменени€м свойств материала в зоне дефектов, обусловленным локализацией в них пластических деформаций. √идравлические испытани€ содействуют подросту размеров дефектов, деформационному старению и механо-химическим процессам. ”величение испытательного давлени€ сверх рабочего при опрессовке, предварительна€ перегрузка издели€ приводит иногда к заметному снижению долговечности оборудовани€ при малоцикловых нагрузках в стадии эксплуатации.

–абота [27] тоже €вл€етс€ примером физико-аналитического подхода к задаче надежности. –ассматриваетс€ торцевое уплотнение, работоспособность которого характеризуетс€ величиной утечки и износом трущихс€ поверхностей. ќтказом здесь называетс€ превышение утечки сверх нормы и уменьшение толщины уплотнени€ сверх заданной величины.

¬ [27] рассматриваетс€ процесс течени€ жидкости по системе извилистых и сообщающихс€ каналов и пор, образованных неровност€ми поверхностей трени€ торцового уплотнени€, т.е. процесс фильтрации жидкости. ƒалее примен€етс€ известна€ гидродинамическа€ модель течени€ жидкости, и наход€тс€ аналитические выражени€ дл€ искомых функций - давлени€ и скорости жидкости в функции от текущего радиуса. Ёто позвол€ет найти величину утечки (расход жидкости). «атем, все параметры задачи фильтрации объ€вл€ютс€ взаимно-независимыми равномерно-распределенными случайными величинами. » методом испытаний ћонте- арло находитс€ функци€ плотности распределени€ веро€тностей сложного случайного событи€ (утечки) над полем элементарных, случайных событий, наход€тс€ параметры этого распределени€.

јналогично находилс€ срок службы торцевого уплотнени€ с позиций процесса износа: предлагалс€ механизм износа, его математическа€ модель и далее веро€тностные характеристики срока службы с точки зрени€ износа.

Ёти два рассмотрени€ кладутс€ в основу определени€ надежности промышленного образца, использу€ методы теории подоби€ при масштабном переходе к промышленным образцам от лабораторных. «десь налицо корректное применение знаний процессов и аппаратов химической технологии: сначала детерминированный подход и запись законов сохранени€, которые действуют всегда и действуют объективно, а потом параметры задачи объ€вл€ютс€ случайными, а параметр надежности рассматриваетс€ как сложное случайное событие.

¬ качестве критики можно отметить, что износ и утечка жидкости объ€влены в [27] взаимно-независимыми процессами, хот€ они св€заны через разность давлений перед и за уплотнением.

јвтор [28] обнаружил, что У¬озникновение или развитие дефектов в элементах сосудов под воздействием эксплуатационных факторов характеризуетс€ более длительными периодами, чем установленна€ Уѕравилами...Ф периодичность технических освидетельствований. —ледовательно, научно-обоснованное увеличение периода времени между освидетельствовани€ми становитс€ одним из путей повышени€ эффективности технологических процессов.

 ак прин€то в статистическом подходе, сосуд высокого давлени€ разбиваетс€ на элементы и рассматриваетс€ износ стенки сосуда, износ сварного шва, износ защитного (плакирующего) покрыти€, износ патрубка штуцера, образование трещин во всех элементах. ¬ основе всех дальнейших рассуждений находитс€ расчетна€ формула дл€ определени€ надежности сосуда на стадии проектировани€ (стр. 6, формула (4)) (однако ее происхождение или вывод в автореферате не приводитс€). ќна позвол€ет, зна€ толщину стенки сосуда, избыточную (дл€ запаса) толщину, скорость коррозии, прочностные свойства и коэффициент вариации прочностных свойств и действующих напр€жений, рассчитать веро€тность надежности (безотказность) на стадии проектировани€.

≈сли в технологии эксплуатируютс€ несколько сосудов, а это типичный случай, то естественно желание планировать осмотр, техническое обслуживание (“ќ) и ремонт (–) у них одновременно, хот€ и существует, безусловно, разброс скорости коррозионного износа. ƒл€ этого в [28] предлагаетс€ искать экспериментально коэффициент вариации скорости коррозионного износа по данным действительных значений скоростей коррозии, получаемых с помощью толщинометрии корпусов сосудов. ќтсюда находитс€ некоторый поправочный коэффициент учета возможного разброса скорости коррозионного износа.

ƒовольно неожиданна иде€ рассмотрени€ кожухотрубчатого теплообменника как совокупность двух сосудов: корпуса и пучка труб. ѕо результатам исследований наработок трубных пучков теплообменных аппаратов на отказ установлено, что запредельный период (износ достиг предельного значени€) времени составл€ет 12 лет, а событие демонтажа (замены) трубного пучка при этом становитс€ достоверным (веро€тность 0,955). —ледовательно, процедуру освидетельствовани€ корпуса теплообменника можно совместить с демонтажем и заменой трубного пучка, а не останавливать основное производство то на освидетельствование, то на демонтаж трубчатки. » така€ рекомендаци€ отнюдь не пуст€к, учитыва€ единичные мощности нефтеперегонных и химических заводов.

ѕосле каждого освидетельствовани€ сосуда производитс€ его восстановление, ремонт, но, оказалось, что полного восстановлени€ не происходит, что после каждого технического освидетельствовани€ надежность монотонно падает, приближа€сь к предельной. » это обсто€тельство учитываетс€ при определении периодичности технического освидетельствовани€.

„ерез 15 лет после шоковой вивисекции отечественной экономики начинают снова по€вл€тьс€ аспиранты, делаютс€ кандидатские и докторские диссертации. –абота [29] посв€щена надежности арматуры. Ќа современных производствах общее число таких объектов насчитываетс€ до 20 000. »менно арматура обеспечивает режимы нормальной эксплуатации ’“— и в аварийных ситуаци€х. ѕрактика эксплуатации и анализ причин аварийных ситуаций на нефтехимических предпри€ти€х свидетельствует, что неисправность арматуры привела к 39% всех событий.

јвтор [29] занималс€ качеством производства арматуры на Ѕлаговещенском арматурном заводе. «десь главное не контролировать брак, а качество издели€. Ќегерметичность корпуса арматуры Ц главна€ причина брака.

ƒефекты отливок корпусов арматуры исследователь делит на две категории: перва€ - по наибольшему числу дефектов определенного типа, втора€ - наибольший ущерб от брака. ѕоэтому дефекты сепарируютс€: сначала надо заниматьс€ трещинами, потом Упесчаными раковинамиФ в отливках, поскольку это экономически выгодно, т.е. уменьшает себестоимость издели€.

”странение причин брака проводитс€ в пор€дке их значимости до тех пор, пока дальнейшее улучшение процесса станет невыгодным.

ћонографи€ [30] Уѕрикладна€ надежность химического оборудовани€Ф, издана в 2002 году и написана д.т.н., проф. Ўубиным ¬иктором —тепановичем. ќна характерна своеобразной завершенностью элементного подхода к проблеме надежности. «авершенность состоит в том, что предлагаетс€ Усправочный материал, необходимый дл€ практического применени€ теории надежности в инженерных задачахФ.

¬ книге две части. ѕерва€ - основы надежности, втора€ - эксплуатационна€ надежность, определение остаточного ресурса химического оборудовани€.

¬ первой части в самом начале представлены основные пон€ти€ теории надежности, далее некоторые сведени€ из теории веро€тностей, демонстрируютс€ те законы распределени€ веро€тностей, которые наиболее часто примен€ютс€ в теории надежности. –ассматриваютс€ количественные характеристики (показатели надежности): наработка на отказ, веро€тность отказа, интенсивность отказов.

ƒалее автор предлагает свою классификацию изделий по надежности и выбор нормируемых показателей надежности, критериев классификации. ¬ частности, рассматриваетс€ таблица дл€ выбора нормируемых показателей надежности. ¬ этой таблице приводитс€ 17 нормируемых показателей надежности.

√лава 7 и параграф 7.1 У–асчет надежности сложных системФ в [30] начинаетс€ с определени€ пон€ти€ системы: Уназовем сложный объект системой, если он состоит из некоторого количества деталей-элементовФ. „то такое Усложный объектФ - не определ€етс€ (сколько камней образуют кучу?). ¬о вс€ком случае, из этого определени€ Ђтрадиционної дл€ элементного подхода исключаетс€ взаимодействие Удеталей-элементовФ и Ђтрадиционної не рассматриваютс€ процессы в каждом элементе - Учерном €щикеФ.

¬ этой главе проводитс€ структурный анализ систем технологического оборудовани€, вводитс€ пон€тие последовательного, параллельного, комбинированного и сложного соединени€ элементов системы и дл€ каждого из них довольно просто, доходчиво дл€ инженера показываетс€ способ расчета, причем в качестве примера вз€та реальна€ технологическа€ схема производства некоторого продукта. «десь показываетс€, как надо совершать переход от химико-технологической схемы к структурной схеме надежности производства.

¬ главе 8 рассказываетс€ о приеме реализации мечты надежников - как из ненадежных элементов создать надежную систему. —уть приема проста - резервирование различного вида в сочетании с оптимизацией финансовых затрат на реализацию приема.

¬ главе 10 Уѕрогнозирование надежности на стадии проектировани€Ф автор [30] приводит пример использовани€ метода ћонте  арло дл€ расчета прогноза работы теплообменника (см. также [27]).

ѕараграф 11 посв€щен эксплуатационной надежности и определению остаточного ресурса химического оборудовани€. «адача поиска остаточного ресурса всегда актуальна, а сегодн€, когда химические предпри€ти€ не имеют средств дл€ замены изношенного оборудовани€, актуальность этой задачи особенно остра: нельз€ ли еще поработать старому оборудованию без аварий и экологических катастроф? ’имические предпри€ти€ предъ€вл€ют спрос на проведение Ќ»– дл€ прогнозировани€ остаточного ресурса, и этот спрос удовлетвор€етс€ разработкой основ метода прогнозировани€.

јвтор [30] указывает на существование двух направлений поиска остаточного
ресурса - физические подходы (детерминированные) и веро€тностные методы. јвтор критикует оба направлени€. ѕервое за то, что физико-математические модели Уне учитывают многообразие реальных условий эксплуатации, в св€зи с этим значени€ показателей ресурса... часто во много раз превышают значени€, полученные путем обработки статистических данныхФ.

 ритика второго направлени€ состоит в том, что дл€ его реализации требуетс€ достаточна€ достоверность статистических данных о ресурсе анализируемых объектов, а это дорого, хлопотно и долго. «десь автор находит соломоново решение: Уиспользовать физические представлени€ о ресурсных свойствах с применением веро€тностных методовФ.

ѕостановка задачи проста: пусть t  - врем€ от начала эксплуатации объекта; пусть “ - врем€ от начала эксплуатации до перехода его в предельное состо€ние; вводитс€ нова€ случайна€ величина (это и есть остаточный ресурс); требуетс€ найти веро€тностные характеристики t и по ним указать остаточный ресурс. ¬ зависимости от конкретики объекта проводитс€ количественное и качественное обследование его, существующей информации на заводе (вахтовые журналы, ведомости дефектов, контрольные карты, диаграммы записей приборов в процессе эксплуатации и т.д.).

»ными словами, устанавливаетс€ результат действи€ деградационных процессов, деструктивных эффектов различной физической природы к моменту времени t . «атем определ€етс€ смысл отказа объекта и далее обычным способом находитс€ средний остаточный ресурс “(t )

Ѕольшой победой €вл€етс€ то, что предложенна€ в [30] методика определени€ остаточного ресурса оборудовани€ химических производств согласована в 1990 году с √ќ—ѕ–ќћј“ќћЌјƒ«ќ–ом, а далее в 1991 году эта организаци€ выпустила нормативный документ Ућетодические указани€ по разработке методик определени€ остаточного ресурса, остаточной работоспособности действующего технологического оборудовани€ химических, нефтеперерабатывающих и газоперерабатывающих производствФ.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-08; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 994 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

—ложнее всего начать действовать, все остальное зависит только от упорства. © јмели€ Ёрхарт
==> читать все изречени€...

540 - | 459 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.059 с.