Надежности технологического

Оценка надежности технологических систем (ТС) (ГОСТ 27202—83) для обеспечения ими заданного качества изготовляемой продукции чрезвычайно актуальна. Именно здесь заложен один из источников интенсивного развития производства — стабильное повышение технического уровня продукции, уменьшение прямых и косвенных потерь, вызываемых выпуском самых различных изделий (деталей) низкой кондиции.

5.5. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К МЕТОДАМ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПО ПАРАМЕТРАМ ТОЧНОСТИ

14. Какие существуют расчетные методы для оценки показателей надежности технологических систем по параметрам качества изготовляемой продукции?

6.5. Технические, требования К методам оценки надежности технологических систем по параметрам точности .... 66

При расчете надежности технологических систем следует исходить из того, что в конструкторской документации однозначно заданы номинальные значения и показатели качества готового изделия. Задача технолога оценить насколько процесс изготовления обеспечивает соблюдение установленных требований, не рассматривая технический уровень самих изделий. Поэтому технологический процесс может обладать высокой надежностью, хотя получаемая при его реализации продукция будет относиться к низкой категории качества, или морально устареть.

ГЛАВА V. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ И ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

§ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЦЕЛИ ОЦЕНОК НАДЕЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Начиная с 1969 г. в технических журналах и других публикациях кроме работ по надежности изделий стали появляться статьи и монографии, посвященные вопросам технологической надежности, надежности технологических систем, надежности технологических процессов и операций. Во всех этих работах ставится вопрос о применении общих методов теории надежности к исследованию основных закономерностей изменения параметров технологических систем в процессе изготовления продукции.

данном: уровне выходные параметры качества производимого изделия в течение требуемого времени» [24]. Затем А. С.Про-ников ввел понятие «надежность технологических процессов». Он пишет, что «больший процент отказов различных машин связан с недостаточной надежностью технологического процесса», что ...«технологический процесс должен быть надежным, т. е. не допускать таких показателей, которые могут влиять на качество выпускаемых изделий» [72]. Вопросы оценки надежности технологических процессов и безотказности рассматриваются также в работах П. И. Бобрика [6], А. Л. Ме-ерова и др., причем только с точки зрения способности технологических систем, процессов и операций обеспечивать (в течение заданного времени) изготовление продукции с показателями качества в соответствии с установленными требованиями.

Но очевидно, что изменение во времени характеристик технологических систем может приводить к изменению не только качества изготовления продукции, но и производительности. Отказы технологических систем в большинстве случаев приводят не к появлению бракованных изделий, а к задержке в выполнении задания, что сказывается на производительности оборудования. Поэтому, характеризуя свойство надежности технологических систем, целесообразно его рассматривать с точки зрения выполнения заданий как по показателям качества, так и по объему изготовляемой продукции.

Одной из первых работ, посвященных оценке надежности технологических систем по производительности, является статья Ю. К. Беляева [4], в которой впервые дана классификация типов отказов с точки зрения выполнения заданий по параметрам производительности и изложены общие подходы к решению отдельных случаев. Г. Н. Черкесов [79] рассматривает решение этих же задач с позиций анализа систем с временной избыточностью.

Актуальность обеспечения высокой эксплуатационной надежности технологического оборудования обуславливается как специфическими особенностями, так и современными тенденциями их развития. К числу отличительных черт нефтеперерабатывающих и нефтегазохимических производств следует отнести широкое применение в технологических процессах повышенных и криогенных температур; высоких давлений и вакуума; коррозионных, огне- и взрывоопасных сред; токсичных веществ; сложные режимы нагружения технологического оборудования, включающие различные виды и сочетания механических тепловых и коррозионных нагрузок. Для большинства видов оборудования, используемого в технологических процессах, указанные факторы действуют одновременно и приводят к труднопрогнозируемым результатам. В особо неблагоприятных ситуациях это может привести к значительному экономическому ущербу, нарушению нор-

Как видно из приведенной схемы, проблема надежности технологического оборудования, действительно, весьма сложна и многогранна и должна решаться с помощью комплекса мероприятий научно-исследовательского, технологического и организационного характера.

Одной из важнейших задач в комплексе проблем, связанных с развитием нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслей России, является обеспечение высокой эксплуатационной надежности технологического оборудования. Важность этой задачи обусловлена как специфическими особенностями указанных отраслей, так и современными тенденциями их развития. К числу факторов, выделяющих нефтепереработку и нефтехимию из сферы промышленного производства, следует отнести широкое применение в технологических процессах повышенных и криогенных температур; высоких давлений и вакуума; коррозионных, огне- и взрывоопасных сред; сильнодействующих ядовитых веществ; сложные режимы нагружения технологического оборудования, включающие различные виды и сочетания силовых, тепловых и коррозионных нагрузок [1, 2]. Для большинства видов оборудования эти факторы действуют одновременно, приводя к проявлению системного эффекта эмерджентности. Стохастическая природа внешних воздействий и внутренних процессов, протекающих в конструкционных материалах, делает результаты такого проявления трудно прогнозируемыми. При неблагоприятном стечении обстоятельств это может привести к большому экономическому ущербу, нарушению нормальной экологической обстановки на значительных территориях, а в особо тяжелых случаях- к человеческим жертвам.

Практическая ценность диссертационной работы заключается в том, что разработанная схема оптимизации работ по техническому диагностированию сосудов давления при коррозионно-эрозионном износе позволяет обеспечить требуемый уровень надежности технологического оборудования при минимальных затратах по параметру - вероятность безотказной работы. Использование данной схемы по выбору оптимального сочетания методов при проведении неразрушающего контроля на предприятиях АО «Башнефтехим» специалистами «Диатехсервис» позволило повысить экономическую эффективность работ по неразрушающему контролю более чем на 40% (для оборудования с требуемой вероятностью безотказной работы не более 0,90).

невозможности его замены, меры по страхованию для обеспечения промышленной безопасности являются недостаточными. Поэтому для повышения уровня промышленной безопасности и надежности большее внимание должно уделяться обеспечению надежности технологического оборудования в процессе его эксплуатации. В частности, надежность и безопасность работающих под давлением сосудов и аппаратов химической, нефтехимической, газовой и других отраслей промышленности определяются нормами и правилами, регламентирующими конструирование, контроль и безопасную эксплуатацию оборудования [11].

Что касается предприятий нефтехимии и нефтепереработки [17,18], то основными способами обеспечения надежности технологического оборудования являются планово-

контроля является наиболее приемлемым. Поэтому задача рационального использования финансовых средств, за счет уменьшения затрат на проведение работ по неразрушающему контролю является важной. Решение этой задачи, возможно достичь за счет оптимизации работ по неразрушающему контролю с точки зрения минимума затрат. Однако, сокращение расходов на неразрушающий контроль не должно снижать требуемого уровня надежности технологического оборудования. Из литературного обзора также видно, что на сегодня проблема оптимизации неразрушающего контроля по минимуму затрат с учетом заданной надежности технологического оборудования нефтехимических предприятий практически не решается. Таким образом, решение задач, связанных с этой проблемой в современных экономических условиях является весьма актуальным. В связи с этим целью диссертационной работы является повышение эффективности работ по неразрушающему контролю и технической диагностики путем определения оптимального сочетания методов неразрушающего контроля, а также определения оптимальной периодичности обследования по минимуму затрат при обеспечении заданного уровня надежности.

рассмотренной в первой главе показал, что одним из методов обеспечения надежности технологического оборудования является периодическое техническое освидетельствование и диагностирование, проводимые для поддержания его работоспособного состояния в течение срока службы (как нормативного, так и сверхнормативного) с заданным уровнем

Таким образом, полученные зависимости объема и периодичности неразрушающего контроля для заданных уровней надежности технологического оборудования (Р=О,80; 0,90; 0,95; 0,99) в случае коррозионно-эрозионного износа, позволяют оптимизировать работы, связанные с проведением технического диагностирования, по критерию минимума затрат с учетом степени опасности разрушения контролируемого объекта. При этом установлено сочетание методов неразрушающего контроля, обеспечивающего максимальную выявляемость дефектов при минимальных затратах. На основе полученных зависимостей разработана схема оптимизации работ по неразрушающему контролю по критерию минимума затрат с учетом степени опасности разрушения оборудования, которая позволяет повысить экономическую эффективность работ по технической диагностике.

Стандарты для этапа производства содержат документацию по входному контролю материалов, по сбору и обработке статистической и оперативной информации о качестве продукции, анализ причин дефектов производства и отказов изделия по вине изготовителя, проверку точностной надежности технологического и контрольно-испытательного оборудования, статистический анализ технологического процесса, контроль выполнения мероприятий по повышению качества продукции, методы проведения испытаний, заводскую аттестацию качества продукции.

Трудности в обеспечении надежности технологического процесса связаны с большой сложностью технологических систем, наличием многочисленных и разнообразных взаимосвязей, с высокими требованиями к его надежности. Сделаем такой гипотетический расчет. Пусть современная сложная машина состоит из п = 10б деталей. Каждая деталь при обработке подвергается большому числу операций и переходов, при этом одновременно контролируются в среднем 100 параметров. Тогда у машины в процессе ее изготовления должно выдерживаться и контролироваться 107 параметров. Примем, что только один параметр из 1000 влияет на надежность, тогда с надежностью машины связано 104 параметров. Если на каждой операции, связанной с обеспечением данного параметра (точности, шероховатости, твердости, химсостава, жесткости, прочности и т. п.), будет возникать один отказ на 10 000 изделий, когда значения параметра выйдут за пределы допуска, to вероятность безотказности технологического процесса на данной операции будет Р (t) — 0,9999. Однако в этом случае каждая машина в среднем будет иметь один недопустимый отказ, связанный с технологическим процессом. Таким образом, достаточ:-но высокая надежность осуществления технологического процесса на'отдельной операции приводит к недопустимым характеристикам надежности технологического процесса изготовления всей машины, что говорит о чрезвычайно высоких требованиях, которые должны предъявляться к надежности осуществления технологического процесса.