[МЕТОДИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ НАДІЙНОГО ФУНКЦІЮВАННЯ МАШИН ТА АПАРАТІВ]

2007

Тема 1. Надежность оборудования

Л. 1–2

Введение. Терминология и оценка надежности

План:

1. Введение в специальность.

2. Специальная терминология.

3. Оценка надежности при проектировании.

4. Информация о надежности и долговечности оборудования.

5. Примеры исследования надежности и долговечности оборудования.

1. Введение в специальность

Бурное развитие НТП и промышленности в последние несколько десятилетий требует резкого повышения надежности эксплуатируемого оборудования. /Яркие примеры: Титаник 1910г., ЧАЭС 1986г., «Шатл» с семью астронавтами на борту 1990г. и 2003г., АПЛ «Курск» 2000г., авария на газопроводе, когда сгорели два пассажирских поезда и многие др./. С развитием атомной энергетики и химической промышленности, проблема надежности стала не только технической и экономической, но и экологической.

В различных областях промышленности и в частности химической оборудование делится на две группы или категории.

Первая категория – оборудование, отказ которого в течение установленного срока недопустим по условиям техники безопасности. Отказ оборудования этой категории может привести к катастрофическим последствиям.

Вторая категория – оборудование, отказ которого в течение установленного срока приносит значительный экономический ущерб предприятию вследствие перебоев производственного процесса. Я думаю, всем понятно что, надежность оборудования первой категории должна стремиться к 1 или 100 %.

Прослушав курс лекций «Методы обеспечения надежного функционирования машин и аппаратов» Вы должны будете знать, возможно, ли вообще обеспечить надежность работы оборудования, и если да то, как это сделать?

Начнем с общих направлений повышения надежности.

Повысить надежность эксплуатируемого оборудования, возможно продвигаясь по нескольким основным направлениям:

1. Основы надежности закладываются на этапе проектирования оборудования. Здесь все зависит от знаний и опыта конструктора. Расчеты на прочность, основы теории вероятностей, знание свойств конструкционных материалов, знание различных методов повышения твердости, износоустойчивости и долговечности существующих конструкционных материалов и многое другое. Как влияет на надежность и долговечность оборудования температура, коррозия, избыточное давление, цикличность, износ, старение и многие другие факторы. Вот далеко не полный перечень знаний необходимых инженеру-конструктору или инженеру-механику для его успешной работы.

2. Следующее направление, на мой взгляд, самое простое, но очень эффективное – это дублирование (резервирование) жизненно важных элементов оборудования. Узлы и элементы оборудования, отказ /авария/ которого может привести к катастрофическим последствиям, дублируется от двух до пяти раз. /В космической, авиационной, химической промышленности, а так же в атомной энергетике это очень распространенное направление./ Конечно, с одной стороны дублирование повышает надежность оборудования, но с другой стороны приводит к удорожанию всей конструкции в целом.

3. Следующее направление – это разработка и применение новых конструкционных материалов, которые по своим физическим, химическим, механическим и другим свойствам намного превосходят известные материалы. В последнее время разработаны и широко внедряются в производство такие материалы как металлокерамика, различные полимеры, угле и стекло пластики, композиты и различные новые сплавы. Это направление очень перспективное, но и очень дорогое. Естественно, что современный конструктор должен владеть информацией о последних достижениях в этой области.

4. Следующее направление, это разработка новых и широкое применение уже известных методов контроля качества на этапе изготовления, а так же методов дефектоскопии /поиск и определение количества и качества дефектов/ на этапе эксплуатации оборудования. Применение методов неразрушающего контроля /далее НК/ на этапе изготовления продукции позволяет повысить ее качество, а на этапе эксплуатации повысить надежность и продлить срок службы различного оборудования. Особенно перспективным здесь является автоматизация методов НК. Это направление более досконально вы изучите, прослушав курс лекций «Методы исследования состояния машин и аппаратов, диагностика и мониторинг».

5. И, наконец, последнее и может быть самое главное направление – это эксплуатация. Как бы ни старался инженер-конструктор повысить надежность и долговечность оборудования, применяя при его разработке самые последние достижения науки и техники, десятикратно дублируя ответственные элементы и т.д., дальнейшая судьба надежности и долговечности будет полностью зависеть от людей, которые будут это оборудование эксплуатировать. От правильной эксплуатации зависит безопасность и долговечность работы оборудования, а правильная эксплуатация в свою очередь зависит от знаний и опыта обслуживающего персонала и в первую очередь от знаний инженера-механика, который должен руководить рабочими, а не наоборот!

Все причины аварийных ситуаций можно разбить на три основные группы:

1-я – редкие стихийные воздействия, или как сейчас модно говорить – «форс-мажор», не предусмотренные в условиях нормальной эксплуатации события /землетрясения, ураганы, наводнения, оползни, террористические акты и др./.

2-я – редкое сочетание природных и эксплуатационных нагрузок /действие сильной ветровой нагрузки на высокое сооружение в условиях повышенной температуры стенки, когда несущая способность конструкции понижена/.

3-я – грубые ошибки при проектировании, изготовлении, хранении, транспортировании, монтаже и эксплуатации, как непреднамеренные, так и преднамеренные.

При расследовании причин аварий в промышленности статистика показывает что, если исключить из рассмотрения аварии из-за землетрясений, то на первом месте (80 %) стоят аварии, вызванные человеческим фактором. Поэтому от Ваших знаний и умений на производстве будет зависеть очень многое и самое главное Ваша жизнь и жизнь Ваших подчиненных.

Вот, на мой взгляд, основные направления повышения качества, надежности и долговечности оборудования. Из всего вышесказанного можно сделать один простой вывод. Только продвигаясь по всем направлениям сразу, как бы парадоксально это не звучало, можно в итоге значительно повысить качество, надежность и долговечность практически любого оборудования.

Начнем по порядку с первого направления – повышения надежности на этапе проектирования изделия. Расчеты на прочность, механические свойства конструкционных материалов, влияние на них температуры, давления и коррозии Вы уже изучили, прослушав курс лекций по РИКу. Рассчитывая, аппараты на прочность и применяя при этом необходимые конструкционные материалы, Вы уже тогда закладывали основы надежности оборудования. Поэтому мы с Вами начнем с изучения основ теории надежности, а именно с терминологии.