Основиые показатели надежности
ВВЕДЕНИЕ
В соответствии с ГОСТ 27.002-89 надежность систем водоснабжения и водоотведения - это комплексный показатель, характеризующий систему как безотказную, долговечную, ремонтопригодную, способную выполнять заданные функции, т.е. подавать (отводить) воду в расчетном количестве и качестве, отвечающим санитарным нормам.
Другими словами, под надежностью систем понимается их свойство выполнять функции водообеспечения, сохраняя во времена установленные технологические показатели в пределах, соответствующих заданным режимам и условиям эксплуатации, технического обслуживания и хранения.
Таким образом, физический смысл надежности состоит в способности систем сохранять свои первоначальные технологические характеристики в процессе эксплуатации.
В то же время очевидно, что надежность систем зависит не только от продолжительности периода и условий эксплуатации, но и от того, какие функции выполняет система. Эти показатели функционирования системы определяются рекомендациями нормативных документов по проектированию и строительству систем. Например, в СНИП 2.04.02-84 наряду с рекомендациями по определению нормального уровня водообеспечения, указаны пределы его возможного снижения. С этой целью все системы водоснабжения в зависимости от вида потребителей подразделены на три категории.
Для систем, обеспечивающих водой потребителей I категории, допускается снижение обеспечения на 30% от нормального уровня водопотребления в течение 3 суток, а для потребителей П и Ш категорий соответственно на 10 и 15 суток. Кроме того, допускается перерыв в подаче воды потребителям I категории не более, чем на 10 мин, П категории – не более, чем на 6 ч, Ш категории - не более 24 ч.
Согласно нормативным документам, категории систем водоснабжения определяются следующими условиями: объединенные хозяйственно-питьевые и производственные водопроводы населенных пунктов с числом жителей в них более 50 тыс.человек следует относить к 1 категории; от 5 до 50 тыс.человек - ко П категории, менее 5 тыс. человек – к III категории.
Элементы систем водоснабжения П категории, повреждения которых могут снижать подачу воды на пожаротушение, должны относиться к I категории.
Рекомендуемые материалы
В соответствие с определением надежности, если в результате каких-либо причин нарушается нормальное функционирование системы и происходит недопустимо длительный перерыв в подаче воды или снижение ее качества, то имеет место "отказ" системы. Причинами отказов могут быть самые различные случайные события: повреждения линий транспортирования воды (водоводов, магистралей сети), повреждения насосов, прекращение подачи электроэнергии на насосные станции, снижение уровня воды в источнике водоснабжения, загрязнение воды, тяжелые ледовые условия и т.д.
Основными и наиболее частыми причинами нарушений нормальной работы систем подачи и распределения воды являются аварийные повреждения отдельных сооружений или элементов и линий труб. Для быстрейшей ликвидации таких повреждений службы эксплуатации водопроводов располагают аварийными бригадами, которые выезжают на место аварии и осуществляют требуемый ремонт.
Поскольку время возникновения отказов с момента начала работы систем водоснабжения, а также продолжительность ремонта оборудования этих систем являются случайными величинами, то численная оценка их надежности носит вероятностный характер и может быть получена путем расчета на основании теоретического анализа теории вероятностей и обработки статистических сведений, накопленных в результате эксплуатации названных оборудования и сооружений.
Основные направления развития теории надежности следующие:
1. Разработка методов количественного определения надежности и инженерных методов расчета ее показателей. Это математическая теория надежности.
2. Развитие методов сбора и обработки статистических данных о надежности. Работы в этом направлении послужили основой статистической теории надежности.
3. Изучение физических причин отказов, влияния старения и прочности материалов на надежность, исследование физико -химических процессов, обусловливающих надежность технических устройств. Это физическая теория надежности.
В настоящем пособии рассматриваются вопросы, относящиеся к первым двум пунктам, при этом основное внимание уделяется методам обработки статистики отказов, определению показателей надежности ремонтируемого и неремонтируемого оборудования, расчету показателей надежности сложных систем. Рассмотрены методы и примеры оценки эффективности работы основных водопроводных сооружений с учетом их надежности, а также даны рекомендации по обеспечению требуемого уровня надежности подачи воды. Следует отметить, что оценка надежности водопроводных и канализационных сооружений имеет полную аналогию, т.е. для расчета надежности канализационных сооружений используются аналогичные формулы и методы.
Рассматриваются также способы повышения надежности работы оборудования систем водоснабжения и водоотведения.
Цель данного пособия - облегчить студентам усвоение материала перед выполнением контрольной работы.
1.Основиые показатели надежности
Надежность, как комплексный показатель технического устройства, включает в себя три основных свойства: безотказность, ремонтопригодность, долговечность [1].
Безотказностью называется сохранение непрерывной работоспособности технического устройства в течение некоторого времени t
(наработка на отказ). Для невосстанавливаемых устройств это - единственное свойство.
Понятие об отказе оборудования - одно из важнейших в теории надежности. Отказом называется потеря работоспособности технического устройства. Отказы могут быть частичными и полными, внезапными и постепенными, независимыми и взаимосвязанными. Под частичным отказом понимается частичное снижение работоспособности, например, уменьшение по какой-либо случайной причине величины водоподачи. Полным отказом называется полная потеря работоспособности, например, снижение по какой-то причине водоподачи до нуля.
Ремонтопригодностью называется приспособленность устройства к обнаружению причин отказа и восстановлению работоспособности путем ремонта за приемлемый отрезок времени и при приемлемой стоимости ремонта. Это свойство относится к восстанавливаемым устройствам.
В лекции "Факторы формирования культуры средневековья" также много полезной информации.
Долговечность - это сохранение работоспособности до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта. Наработка до предельного состояния называется полным ресурсом технического устройства.
Долговечность может измеряться в виде срока службы в часах (для постоянно работающего оборудования ), либо числом циклов работы (для циклично работающего оборудования), либо объемом произведенной продукции (например, водоподачи в м3).
Кроме единичных показателей надежности, характеризующие одно свойство оборудования, например, безотказность, ремонтопригодность,
долговечность, существуют и комплексные, характеризующие одновременно несколько свойств надежности оборудования, например, его безотказность, ремонтопригодность и др.
Поскольку время t возникновения отказов с момента начала работы систем энергоснабжения, а также продолжительность tв ремонта и восстановления оборудования этих систем являются случайными величинами, то численная опенка их надежности носит вероятностный характер и может быть получена путем расчета на основании анализа и обработки статистических сведений, накопленных в результате эксплуатации названных оборудования и сооружений [2].
По этой причине в теории надежности находят широкое применение методы теории вероятностей и математической статистики.
