Лекции №2. Пути и средства повышения долговечности оборудования.

Оборудование может быть ремонтируемым (восстанавливаемым) и перемонтируемым (невосстанавливаемым). Ремонтируемым считают оборудование, работоспособность которого в случае отказа можно восстановить в данных условиях эксплуатации подручными средствами; перемонтируемым - оборудование, работоспособность которого в случае возникновения отказа не подлежит или не поддается восстановлению в данных условиях эксплуатации. Такое оборудование может иметь только один отказ, так как после первого же отказа оно подлежит замене. В случае неремонтируемого оборудования при наступлении первого его отказа нарушается безотказность и исчерпывается долговечность.

Для определения технически и экономически целесообразных сроков долговечности оборудования его исследуют во время эксплуатации, т. е. определяют степень использования оборудования; выявляют детали, лимитирующие долговечность; изучают влияние долговечности деталей на долговечность оборудования в целом; определяют влияние режимов эксплуатации на долговечность; устанавливают причины разрушения деталей и узлов.

Применяя статистическую обработку данной информации, можно установить функциональную зависимость вероятности разрушения от продолжительности и режимов эксплуатации. Так, можно теоретически определить, что вероятная продолжительность работы оборудования при заданном режиме будет равна, допустим, 7,2; 10,5 и 15 тыс. ч при вероятности разрушения соответственно 90, 80 и 60% или установить вероятное число остающегося в эксплуатации оборудования (процент «выживания») после определенных периодов работы. При этом должны быть еще учтены вид и объем разрушений, т. е. должно быть установлено с известной степенью достоверности, подвергаются ли разрушению наиболее важные или второстепенные детали и узлы; сохраняется ли ремонтоспособность оборудования; каковы вероятный объем и стоимость ремонтов.

Долговечность можно также определить как вероятную продолжительность работы оборудования на заданном режиме, при котором возможный выход оборудования из строя не превышает условного предела.

Долговечность машин закладывается при их проектировании и конструировании, обеспечивается в процессе производства и поддерживается в процессе эксплуатации. Таким образом, на долговечность влияют конструкционные, технологические и эксплуатационные факторы, которые по степени своего воздействия позволяют классифицировать долговечность на три вида: требуемую, достигнутую и действительную.

Требуемая долговечность задается техническим заданием на проектирование и определяется достигнутым уровнем развития техники в данной отрасли.

Достигнутая долговечность обуславливается совершенством конструкторских расчетов и технологических процессов изготовления.

Действительная долговечность характеризует фактическую сторону использования машины потребителем.

В большинстве случаев требуемая долговечность больше достигнутой, а последняя больше действительной. В то же время не редки случаи, когда действительная долговечность машин превышает достигнутую. Например, при норме пробега до капитального ремонта (КР), равной 120 тыс. км, некоторые водители при умелой эксплуатации автомобиля достигли пробега без капитального ремонта 400 тыс. км и более.

Действительная долговечность подразделяется на физическую, моральную и технико-экономическую.

Физическая долговечность определяется физическим износом детали, узла, машины до их предельного состояния. Для агрегатов определяющим является физический износ базовых деталей (у двигателя - блок цилиндров, у коробки передач - картер и др.).

Моральная долговечность характеризует срок службы, за пределами которого использование данной машины становится экономически нецелесообразным ввиду появления более производительных новых машин.

Технико-экономическая долговечность определяет срок службы, за пределами которого проведение ремонтов данной машины становится экономически нецелесообразным.

Большое значение имеет повышение долговечности оборудования в результате восстановительных ремонтов. Однако экономически это не всегда целесообразно, так как иногда расходы на восстановительные ремонты превышают первоначальную стоимость оборудования. В начальный период эксплуатации ремонтные расходы обычно невелики. Затем они значительно возрастают в связи с ремонтами и достигают стоимости, соизмеримой со стоимостью оборудования, когда оно подлежит капитальному ремонту. Поэтому перед сдачей оборудования в капитальный ремонт следует установить целесообразность его дальнейшей эксплуатации.

Экономически нецелесообразным пределом эксплуатации оборудования считают такой, когда предстоящие расходы на капитальный ремонт приближаются к стоимости нового оборудования.

Низкая надежность оборудования, как правило, при­водит к увеличению эксплуатационных расходов и времени про­стоя. Кроме того, при недостаточной надежности внезапные от­казы сборочных единиц и деталей из-за нарушений установлен­ной технологии могут привести к тяжелым авариям, затраты на ликвидацию которых весьма велики. Однако повышение надежности связано с усложнением оборудования и повышением его стоимости, поэтому необходимо установить некоторую опти­мальную надежность, исходя из критерия минимальной стоимо­сти проектирования, изготовления и эксплуатации оборудования. Проектирование и изготовление высоконадежного оборудования требует дополнительных средств. Однако с увеличением надеж­ности уменьшается число отказов, время вынужденного простоя, необходимое количество запасных частей, что позволяет снизить эксплуатационные расходы. Таким образом, с увеличением на­дежности оборудования растет стоимость проектирования и из­готовления, но уменьшается стоимость эксплуатации. При этом существует некоторая (оптимальная) надежность, при которой суммарная стоимость проектирования, изготовления и эксплуа­тации минимальна. Такой оптимальный уровень надежности на­зывается нормой надежности.

В табл. 4.9 приведены классы надежности для бурового обо­рудования и оптимальные значения уровня безотказности, разра­ботанные на основании обобщения статистического материала об отказах оборудования буровых установок для бурения глубоких скважин на нефть и газ.

Требования повышения безотказной работы оборудования, связанные с обеспечением установленной оптимальной надежно­сти, настолько высоки, что удовлетворить этим требованиям, не прибегая к специальным мерам по повышению его надежности, часто не представляется возможным.

Надежность оборудования закладывается при проектирова­нии, реализуется при изготовлении, монтаже и наладке и расхо­дуется при эксплуатации.

Все методы обеспечения надежности оборудования принципи­ально могут быть сведены к следующим основным:

- резервированию;

- уменьшению интенсивности отказов элементов системы;

- сокращению времени непрерывной работы;

- уменьшению времени восстановления;

- выбору рациональной периодичности и объема контроля сис­темы.

Реализация указанных методов осуществляется при проекти­ровании, изготовлении и в процессе эксплуатации оборудования. От работы проектировщика в первую очередь зависит как будет работать оборудование.