Диссертация (Технико-экономические аспекты эксплутационной надежности, технического обслуживания и ремонта оборудования предприятий по производству минеральных удобрений), страница 12

п. 3.2 и 3.3.).Для исследования выбран структурный метод анализа, который относятся к классу индуктивных (анализ “снизу вверх”), применяемых для относительно простых систем, отказы ко46торых могут быть чётко локализованы, а последствия каждого отказа элементов выбранногоуровня разукрупнения могут быть прослежены на всех вышестоящих уровнях системы.Для качественного анализа данных по ряду значимых в теории и практике эксплуатационнойнадёжностипараметров,классификацияданных выполненазасчётнаучно-организованной работы экспертной группы, состоящей из эксплуатационного персонала (заместитель начальника цеха, механик, энергетик, приборист и др.). При разногласии оценок экспертов применялся метод согласования оценок и “вес” эксперта (без математической обработкиэкспертных оценок).Объектом исследования эксплуатационной надёжности выбран цех производства комплексных минеральных удобрений, комплексный показатель эффективности которого имелнаибольшее отклонение от среднего в составе проанализированных предприятий (в худшуюсторону).

В этом же цеху значительная часть рабочих поверхностей оборудования подверженаинтенсивному разрушению в условиях коррозионно-механических изнашивания (цех №18 АО“Невинномысский Азот”). План АВПКО в исследуемом производстве заключался в сборе ианализе исходных данных за период подконтрольной эксплуатации между остановочными ремонтами цеха (16.11.2012 – 21.09.2013гг.). Под остановочными ремонтами в системе ТОиРпредприятий по производству минеральных удобрений понимают ремонт особо важных исложных объектов, производимых с полной остановкой производства и прекращением выпускаготовой продукции [57].Низшим уровнем разукрупнения цеха согласно плану и выбранному методу структурного анализа является единица оборудования (технологическая позиция цеха), с последующейгруппировкой единиц в группы по видам. При структурировании оборудования цеха и кодировании элементов перечня сохранена принадлежность оборудования к технологическим блокамдля удобства анализа с учётом рабочих параметров эксплуатации и функциональности элементав составе системы.

Информация о структуре номенклатуры (перечня) оборудования цеха дана вприложении в сгруппированном виде. Не приводится полностью из-за большого объёма (2423позиции, Приложение Б.1.)Основные требования к количественной оценке (расчёту показателей) надёжности регламентированы РД 50-690-89 “Методы оценки показателей надёжности по экспериментальнымданным” [114], ГОСТ 27.002-89 “Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения” [27] и ГОСТ 27.301-95 “Расчёт надёжности.

Основные положения” [28]. Основные этапы сбора, обработки и анализа данных аналогичны изложенным при выполнении АВПКО, поэтому в перечислении их нет необходимости.Количественный анализ с определением комплексных показателей, математическим аппаратом которого являются теория вероятности, математическая статистика, теория операций и47др., проведён непараметрическими методами. Такой подход, в отличии от параметрического,позволяет использовать меньшее количество неоправданных математических допущений(например, при определении закона распределения, особенно при малых выборках), а также получить точные (робастные) оценки, методами устойчивыми к выбросам и другим резким отклонениям в выборке.Методики расчёта комплексных коэффициентов готовности и технического состояниятоже стандартизированы (Кг и Кти).

В общем случае коэффициент готовности показывает вероятность того, что объект окажется работоспособным в произвольный момент времени, кромепланируемых периодов, в течение которых использование объекта по назначению не предусмотрено (техническое обслуживание и ремонт, технологические операции по переходу с продукта на продукт, простои по организационным причинам и пр.):г = + (2.8)где Т – наработка на отказ, ч.;Тв – среднее время восстановления, ч.Под наработкой на отказ здесь и далее понимается отношение наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки.Коэффициент технического использования – отношение математического ожиданиявремени пребывания объекта в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатациик сумме математических ожиданий времени пребывания объекта в работоспособном состоянии,времени простоев, обусловленным техническим обслуживанием, и времени ремонтов за тот жепериод эксплуатации:т.и.

=сумсум + обсл + рем(2.9)где tсум – время пребывания объекта в работоспособном состоянии, ч.;tобсл - время простоев, обусловленное техническим обслуживанием, ч;tрем - время ремонтов, ч.В работе приняты стандартные методики расчёта. Для Кг согласно РД 50-690-89 [113], Кт.и.рассчитан по ГОСТ 27.002-89 [27].Время восстановления в составе коэффициента готовности определяется большим количеством разнородных факторов, очень мало связанных с техническим объектом, одну из стороннадёжности которого оно должно характеризовать. В практической надёжности время восстановления зависит от наличия запасных частей и материалов, от численности, квалификации иоснащённости ремонтной службы, от условий проведения ремонта, от вида отказа и степени егопроявления и других факторов.

В ХТС восстановление отдельного оборудования, агрегата, блока и цеха в целом зависит ещё и от ряда технологических операций по подготовке оборудова48ния к ремонту (опорожнение, чистка, продувка, оглушение и пр.) и последующих операций повыводу из ремонта (проверка герметичности, снятие заглушек, разогрев и пр.). Существенныеразличия во времени могут появляться при устранении только последствий или ещё и причинотказа.По результатам исследования временного фактора в составе показателей надёжностиХТС, д.т.н. В.С. Шубин предложил разделить время восстановления на две составляющие:непосредственно времени, затрачиваемого на ремонт отказавшего объекта, и времени, теряемого (расходуемого) из-за различных недостатков (отсутствия запасов) в организации ремонта.Для нивелирования различных метрик при определении времени восстановления и расчёта количественных показателей вводится понятие запаса надёжности.

В этом случае время восстановления определяется как период, необходимый для восстановления объекта до требуемогоуровня надёжности [161].При разработке статистических методов анализа ХТС, исходя из этого подхода к учётувремени восстановления, автор полагал, что коэффициент готовности при использовании полного времени (не только непосредственно на ремонт) является совершенно чётко интерпретируемой величиной, определяющей характеристику возможности использования техническогообъекта за тот или иной промежуток времени. Такой метод учёта времени восстановления широко распространён в научно-практических работах по исследованию практической надёжностихимических производств на этапе эксплуатации. Однако такой подход не может быть использован в настоящем исследовании, т.к. рассматриваемую систему и её элементы невозможно охарактеризовать бинарными критериями работоспособности типа “да-нет” (работает или не работает).

При учёте параметрических, постепенных и потенциальных отказов, которые могут бытьобнаружены, но не устраняться очень длительное время по ряду причин, такой способ расчётакоэффициента готовности (где время это весь цикл восстановления от выявления и подготовки,до устранения и восстановления работоспособности системы) неприменим.Поэтому для обеспечения адекватности значений коэффициента готовности, вложенному в него смысла в условиях авторского подхода учёта отказов и ПС исследуемого производства, время восстановления в период подконтрольной эксплуатации учитывалось экспертнымпутём, наряду с трудозатратами соответствующих работ.

Непроизводительные, с точки зренияпроизводства ремонтных работ затраты на подготовку оборудования к ремонту и вывод из ремонта учтены при проведении АВПКО при оценке критичности отказов, повлекших за собойостановку или разгрузку производства. В этом случае потери времени и дополнительных ресурсов на технологические операции (вода, пар, электроэнергия, персонал) учтены при потеремаржинальной прибыли, т.к. учитывались не только потери продукции, но и вышеперечисленные эксплуатационные затраты.49При этом в составе Кг остаются организационные факторы качества функционированияремонтной службы (диагностика неполадки, наличие запасных частей и материалов, квалификация и численность персонала), т.к. они являются одним из предметов анализа результатовнастоящего исследования в целом и его количественной составляющей в частности.Предложенная комбинация качественных и количественных методов анализа позволяетосуществить авторский подход, учитывающий часто противопоставляемые друг другу детерминированно-функциональные методы (триботехника, система ТОиР и пр.), основанные наизучении закономерностей повреждаемости, и статистические методы классической надёжности, где отказы, обусловленные износом, например, не рассматриваются.2.3.

Коррозионно-механическое изнашиваниеПроведённый обзор и анализ триботехнических аспектов коррозионно-механического изнашивания, а также рассмотрение вопросов материаловедения, гидродинамики и соответствующих особенностей технологии производства, показали, что исследование природы изнашивания, а тем более определение технико-экономически эффективного метода повышения износостойкости в рассматриваемых условиях, невозможен без анализа экспериментальных данных ифизического моделирования соответствующих процессов изнашивания.

Часть вопросов вполнерешаются стандартными или моделирующими лабораторными исследованиями, но некоторыеспециальные для отрасли условия (например, влияние фазовых переходов газ-жидкостьтвёрдое, протекающих химических реакций и пр.) могут быть учтены только при проведенииопытно-промышленных исследований или исключительно в период подконтрольной эксплуатации действующего оборудования.На основании области применимости, обзора преимуществ и недостатков методов исследования коррозионной и гидроабразивной стойкости материалов и износостойких покрытий[17; 9; 53; 77 и др.], в работе принят комбинированный метод исследования, сочетающий в себеразличные виды, условия и цели испытаний, а также возможность сочетания качественных оценок и количественных результатов исследования.