Обеспечении надежности

Перед конструкторами автомобилей возникают все более сложные задачи. Так, необходимо компенсировать наблюдаемое увеличение массы, обусловленное установкой устройств для очистки выхлопных газов от вредных веществ и поглощения энергии ударов при столкновении. В результате увеличения массы возрастает расход топлива. Это происходит в пер'иод, когда на первый план выдвигается проблема топливного кризиса и ожидается значительное увеличение стоимости топлива. В процессе решения проблемы снижения массы при одновременном обеспечении безопасности в момент аварии, а также улучшения других характеристик большое внимание уделяется разработке новых материалов и новых принципов конструирования. Первым важным шагом на пути повышения качества кузова автомобиля с помощью композиционных материалов является выборочное упрочнение деталей, изготовленных из стеклопластиков. Но могут быть разработаны и более радикальные средства, например ребристые слоистые конструкции с алюминиевым сотовым заполнителем и рамы, изготовленные из трубчатых композиционных элементов.

вающие их высокую радиационную безопасность для персонала АЭС и для населения окружающей местности в условиях нормальной эксплуатации и в случае возникновения аварийных ситуаций в результате воздействия внутристанционных или внешних факторов, таких, как землетрясения и другие возможные воздействия. Особое внимание при этом уделяется созданию троекратно резервированных систем охлаждения активной зоны при аварийных ситуациях с целью недопущения расплавления ядерного топлива в этих случаях. Так же многократно резервируются системы питания электроэнергией аг-^ регатов, участвующих в обеспечении безопасности АЭС. Создаются специальные локализующие объемы и устройства, не допускающие выхода радиоактивных веществ за пределы реакторных отделений АЭС во всех случаях.

Термоизоляция. Термоизоляция оборудования с жидким водородом играет важную роль в обеспечении безопасности. При недостаточной тепловой защите происходит интенсивный отвод тепла от окружающего воздуха к жидкому водороду. Это вызывает ожижение воздуха [4]. Поскольку теплота парообразования жидкого водорода примерно в 2,2 раза меньше, чем жидкого воздуха, водород испаряется гораздо быстрее, чем другие криогенные жидкости. Это приводит к опасному изменению концентрации окружающего воздуха. Стандарт CGA требует качественной и надежной теплоизоляции оборудования.

Надежная работа этих систем и оборудования является определяющей при обеспечении безопасности АЭС с ВВЭР. Обладая также положительными качествами с точки зрения обеспечения безопасности в нормальных условиях эксплуатации, реакторы с водой под давлением, устанавливаемые на двухкон-турных АЭС, оказались в определенной степени уязвимыми при рассмотрении последствий возможных предельных аварий, вызванных разрывами главных циркуляционных трубопроводов.

Из-за отсутствия устройств, самостоятельно контролирующих процессы розжига горелок, роль и ответственность оператора в обеспечении безопасности этих процессов чрезвычайно велики. Особую сторону деятельности оператора составляют наблюдение за состоянием и исправностью регулирующих и отключающих устройств, а также недопущение поспешных действий. Приведем пример. Ж

Обладая высокой точностью и позволяя решать многие задачи в обеспечении безопасности и надежности оборудования, инструментальная диагностика, проводимая на образцах, имеет существенный недостаток. При ее проведении требуется разрушение детали или узла. Решение задачи диагностики деталей, при нарушении целостности которых теряется смысл оценки их состояния, выполняется средствами и методами неразрушающего контроля.

До недавнего времени одним из основных принципов обеспечения безопасности был принцип максимально возможной безопасности. В литературе он известен под названием ALAPA (установление уровня опасности настолько низким, насколько это достижимо практически). В ряде областей техники этот принцип до сих пор служит основой принятия решения. Принцип ALAPA сыграл или еще играет важную положительную роль в обеспечении безопасности предприятий ядерной энергетики

3. Легасов В. А., Демин В. Ф., Шевелев Я. В. Нужно ли знать меру в обеспечении безопасности? // Энергия. 1984. № 8. С. 9.

здоровья населения, так и для окружающей его среды. Эти опасности техногенного происхождения были вызваны поступлением в окружающую среду отходов промышленного производства, необходимостью участия человека в профессиональной деятельности, обладающей разнообразными источниками неблагоприятного воздействия на его здоровье, и т. п. Таким образом, развитие цивилизации привело к возникновению особых условий существования, совокупность которых можно назвать искусственной средой обитания — техносферой. Беспрецедентная интенсификация технологических процессов и сельскохозяйственного производства, наблюдающаяся в последние десятилетия, создала ситуацию, которая требует нового подхода к обеспечению безопасности. Созданная и развиваемая техносфера накопила большие потенциальные опасности — техногенные факторы, совокупное действие которых соизмеримо с действием на человека экологических факторов. Это соответственно потребовало создания технических систем безопасности, обеспечивающих защиту человека от техногенных факторов. Необходимость создания таких технических систем безопасности и одновременное совершенствование социально-экономической системы безопасности — это и есть новый элемент в обеспечении безопасности. На создание и эксплуатацию этих систем безопасности приходится использовать определенную долю материальных ресурсов общества, отвлекая средства из тех областей, в которых создаются социально-экономические системы безопасности. В связи с этим особую важность приобретает задача оптимального распределения ограниченных материальных ресурсов.

В современных условиях движения, характеризуемых насыщенностью транспортных потоков, высокими скоростями, важное значение приобретает взаимодействие движущихся транспортных средств. Водители различных транспортных средств обязаны выполнять все требования Правил дорожного движения, касающиеся маневрирования. Точное расположение транспортных средств в пределах ширины своего ряда при движении, исключение резких поворотов даже в пределах ряда представляют большие возможности для повышения скоростей движения транспортных средств при обеспечении безопасности. Каждый водитель должен быть уверен, что никто не помешает его движению в своем ряду внезапным выездом в этот ряд. Никогда, ни при каких обстоятельствах нельзя без предупреждения менять свое положение в общем транспортном потоке при движении, выполняя переезд в другой ряд, поворот или разворот. Перед началом выезда в смежный ряд надо посмотреть в зеркало заднего вида и убедиться в отсутствии в непосредственной близости транспортного средства, которому такой выезд может помешать. Следует иметь в виду, что если необходимо переехать не в соседний, а во второй или третий ряд, то в каждом из этих рядов нужно двигаться в прежнем направлении не менее 5 с и только затем, соблюдая Правила, переместиться в соседний ряд.

изводительности труда при обеспечении безопасности движения.

Рассмотрены проблемы технического диагностирования и оценка ресурса безопасной эксплуатации сварных аппаратов. Представлены систематизированные характеристики и технические требования к изготовлению сосудов и аппаратов, работающих под давлением, обеспечению безотказности и долговечности отдельных видов нефтегазохимического оборудования. Рассмотрены механизмы разрушения материалов, роль технической диагностики в обеспечении надежности, современные методы диагностирования технического состояния сосудов и аппаратов. Отражены основные положения по оценке остаточного ресурса аппаратов Предназначено для студентов и аспирантов спец. 170500 "Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов" и спец. 171700 "Оборудование нефтегазопереработки". Может быть использовано специалистами в области диагностики и обеспечения промышленной безопасности объектов химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других производств.

Данная дисциплина состоит из разделов: краткая характеристика и требования к изготовлению конструкций оболочкового типа; безотказность и долговечность конструктивных элементов нефтегазохимического оборудования; механизмы р;13рушения материалов; роль технической диагностики в обеспечении надежности и методы дефектоскопии; современные методы разрушающего и неразрушающего контроля; основные положения по оценке остаточного ресурса аппаратов.

Выполненные исследования подтвердили значительную роль механизмов технологического наследования в обеспечении надежности технических объектов. В частности, приведенные данные свидетельствуют о том, что значительная часть трещин, приводящих к прекращению эксплуатации сосудов, - около 29 % - зародилась в процессе изготовления.

Повышение уровня надежности и безопасности опасных производств обеспечивается различными методами. Так в соответствии с Законом РФ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» предусматривается обязательное страхование ответственности за причинение вреда при эксплуатации опасного производственного объекта. Вместе с тем неразрушающий контроль технического состояния оборудования в последнее время начинает занимать ведущее место при обеспечении надежности опасных производств. Это является на наш взгляд наиболее перспективным, т.к. при этом можно с меньшими затратами обеспечить продолжение безопасной эксплуатации технологического оборудования отработавшего свой назначенный срок службы. Поэтому дальнейшая эксплуатация технологических объектов при обеспечении требуемого уровня промышленной и экологической безопасности путем проведения комплекса работ по оценке технического состояния, с использованием современных методов и средств неразрушающего контроля является наиболее приемлемым.

1. Роль технологии в обеспечении надежности машин

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.

5. Роль активного контроля в обеспечении надежности технологического процесса. Информация о качестве изделий, полученная в процессе их изготовления, необходима для управления технологическим процессом (см. гл. 9, п. 2} и для обеспечения его высокой надежности. Особенно широкие возможности управления качеством имеют место при автоматизации контроля и применении методов активного контроля [1941.

1. Роль технологии в обеспечении надежности машин....." 433

Техническая диагностика подаипников. В конструкциях современных бумагоделательных мааин для поддержания вращающихся крупногабаритных валов вироко применяются двухрядные сферические роликовые подшипники, число которых достигает полутора-двух тысяч. По данным Архангельского. ЦБК до 70 % внеплановых и аварийных ремонтов приходится на крупные подшипники с диаметром наружного кольца свыше 2,0 • 1C"' м. Выход из строя такого подшипника вызывает продолжительный простой оборудования и прекращение выпуска продукции. Оценка технического состояния подшипников и своевременное обнаружение возникающих в них дефектов.на ранней стадии развития приобретают важное значение в обеспечении надежности и повышении эксплуатационной эффективности бумагоделательных малин.

Управление кинетикой эксплуатационных усталостных разрушений на практике при обеспечении надежности эксплуатации элементов конструкций ВС подразумевает:

Итак, развитие усталостных трещин в процессе эксплуатации элементов конструкций и деталей системы управления В С является длительным. Это позволяет эффективно проводить их контроль и осуществлять эксплуатацию по принципу безопасного повреждения при обеспечении надежности функционирования систем даже при однократном пропуске трещины, поскольку число полетов с развивающейся трещиной составляет от одной до нескольких тысяч. При определении повреждающего цикла следует исходить из того, что основную роль в развитии трещины играет блок нагрузок от вибраций, которые накладываются на статическую нагрузку, возникающую в момент функционирования системы в полете. В зависимости от вида элемента конструкции вибрации вызывают продвижение трещины или могут не оказывать влияние на ее продвижение. В первом случае имеет место формирование мезоусталостных линий с площадками излома между ними, а во втором случае каждый акт функционирования элемента конструкции в полете связан с формированием каждой усталостной бороздки. В зависимости от условий работы разное число усталостных бороздок может характеризовать один полет ВС. Однако и в этом случае может быть проведена оценка числа бороздок за полет, поскольку начало функционирования и повторение этих действий в полете имеют некоторые различия, что отражается в различии профиля усталостных линий и бороздок, а также в различиях закономерности изменения шага бороздок по направлению роста трещины. Все это несколько усложняет интерпретацию