Ноя 24, 2022
Даже самые высокие заявленные характеристики оборудования — необходимые, но еще недостаточные условия его высокого качества. Они показывают, по существу, лишь его технические возможности. Оборудование должно быть надежным и безопасным в процессе эксплуатации. Снижение надежности оборудования может привести к постепенному нарушению технологического процесса — постепенному отказу или ухудшению качественных и количественных показателей системы.
Безотказность, или свойство оборудования непрерывно сохранять работоспособность, оценивается по результатам анализа фактических параметров работы оборудования (производительности, температуре, давлению, потребляемой мощности, расходу энергоносителя с учетом его качественных показателей) между последовательными ремонтами.
Нарушение технологического процесса или параметров работы оборудования как случайное событие в теории надежности рассматривается как отказ, т.е. потеря работоспособности соответственно процесса или оборудования. По причине нарушения параметров работы возможны два типа отказов оборудования: постепенные (износовые) и внезапные (катастрофические). Аварии (взрывы, пожары и т.п.) — результат внезапных отказов.
Основная задача, связанная с повышением безопасности оборудования, заключается в регулировании, вплоть до полной ликвидации износовых отказов, и создании условий для проявления минимального числа внезапных отказов, их легкого и быстрого устранения.
Важным элементом, характеризующим надежность оборудования, является его ремонтопригодность — вероятность того, что работоспособность может быть восстановлена ремонтом. Показателями ремонтопригодности служат средняя продолжительность восстановления, система технического обслуживания, периодичность ремонтов, их трудоемкость. Своевременное и правильное установление степени износа и усталости металла оборудования и его элементов является важным условием предотвращения аварий и обеспечения безопасности.
Надежность оборудования рассчитывают и закладывают при проектировании, обеспечивают при изготовлении и поддерживают в условиях эксплуатации.
При проектировании (замене) оборудования необходимо применительно к условиям эксплуатации выбирать конструкцию оптимальных форм и размеров, требуемой механической прочности и герметичности, выполненную по возможности из стандартизован- ных и унифицированных узлов и деталей. Большое значение имеет выбор конструкционных материалов с учетом условий эксплуатации оборудования: давления, температуры, агрессивного воздействия среды и др. При проектировании оборудования стремятся к упрощению кинематических схем, уменьшению действующих в машинах динамических нагрузок, применению средств защиты от перегрузок и т.д.
В процессе изготовления оборудования реализуются все основные пути создания этого оборудования надежным в определенных условиях эксплуатации. К ним относятся: получение заготовок высокого качества; качественное изготовление и сборка оборудования; повышение точности изготовления деталей, упрочняющая обработка материалов для обеспечения высокого сопротивления износу деталей в условиях эксплуатации и т.д.
В процессе эксплуатации надежность оборудования поддерживается строгим соблюдением заданных параметров рабочего режима, качественным обслуживанием и своевременным проведением профилактических работ по поддержанию работоспособности оборудования. Одним из методов повышения надежности является резервирование, т.е. введение в систему добавочных (дублирующих) элементов, включаемых параллельно основным, что способствует созданию систем, надежность которых выше надежности любых входящих в них элементов (резервирование широко используется в системах безопасности АЭС). При выходе из строя одного из элементов дублер выполняет его функции и узел не прекращает своей работы.
Наряду с достоинствами резервирование имеет и недостатки: оно усложняет оборудование, удорожает его обслуживание и поэтому не всегда экономически выгодно. Использовать резервирование целесообразно лишь в случае, когда отсутствуют более простые способы повышения надежности оборудования. Для повышения надежности отдельных единиц оборудования и технологических систем в целом используются также техническая диагностика и техническое обслуживание.
Техническая диагностика объектов представляет собой техническую операцию получения и обработки информации о состоянии объектов во времени в целях обнаружения фактов существования отказов и установления причин возникновения или мест появления отказов. Для технического диагностирования объектов используются различные методы неразрушающего контроля: ультразвуковой, радиоскопический, магнитный, рентгеновский, позволяющие определить толщину стенок аппаратов и трубопроводов, выявить наличие межкристаллитной и другой коррозии в материале, контролировать толщину защитных покрытий. Измерением акустического шума и вибрации машин (вибродиагностика) можно установить степень износа деталей, ослабление болтовых и других крепежных соединений, наличие локальных кавитационных эффектов при перемещении жидкостей и т.д.
Техническое обслуживание — это совокупность организационных и технических мероприятий, направленных на предупреждение отказов, обеспечение исправного состояния в процессе эксплуатации и готовности объектов к использованию. К основным задачам технического обслуживания относятся: предупреждение ускоренного износа и старения; поддержание основных технических характеристик элементов на заданном уровне; продление межремонтных периодов эксплуатации. Техническое обслуживание позволяет поддерживать требуемый уровень надежности объектов за счет организации периодических проверок состояния объектов, замены и ремонта некоторых элементов, регулировки параметров и устранения выявленных неисправностей. В объем технического обслуживания входит эксплуатационный уход и текущий (мелкий) ремонт оборудования. Эксплуатационный уход — это регулярный наружный осмотр, чистка, смазка, проверка состояния масляных и охлаждающих систем, подшипников, наблюдение за состоянием крепежных деталей и соединений, проверка состояния заземления и др.
Ремонт оборудования — это восстановительные операции: от устранения мелких дефектов до проведения ремонтных работ (в соответствии с особенностями повреждений, выявленных в процессе технического диагностирования и технического обслуживания), изношенных деталей составных частей оборудования и в целях восстановления работоспособности объекта. Различают текущий, средний и капитальный ремонт оборудования АЭС.
Герметичность — важный показатель эксплуатационной надежности оборудования. Под герметичностью понимают непроницаемость для газов, паров и жидкостей оболочки (корпуса) оборудования, отдельных ее элементов и соединений. Герметичность оборудования характеризуется количеством выходящих из аппарата (или засасываемых в него при вакууме) жидкости, паров или газов в единицу времени.
Утечка (массовая или объемная) зависит от характера и размеров неплотностей в оборудовании, разности давления снаружи и внутри аппарата, физических свойств рабочей среды, контактных давлений, создаваемых на соприкасающихся уплотнительных поверхностях герметичных соединений, функциональных геометрических параметров и параметров материала уплотнений, параметров привода [1-6].
Герметичные соединения между отдельными частями оборудования могут быть неподвижными и подвижными. Неподвижные соединения подразделяются на неразъемные и разъемные. Неразъемные соединения осуществляются сваркой, реже пайкой, развальцовкой. Неразъемные соединения, особенно выполненные сваркой, обладают высокой герметичностью и широко используются в оборудовании АЭС. Когда же по условиям технологии требуется частая разборка тепломеханического оборудования, трубопроводов и трубопроводной арматуры для чистки, диагностики, ремонта, применяют фланцевые и другие разъемные соединения [6].
ЛИТЕРАТУРА:
1. Гошко А.И. Арматура трубопроводная целевого назначения. В 3-х кн. М.: Машиностроение, 2003. 992 с.
3. Порошин В.В. Повышение герметичности соединений на основе технологического обеспечения и контроля топографических параметров контактирующих поверхностей. М.: Машиностроение-1, 2007. 313 с.
4. Продан В.Д. Герметичность разъемных соединений оборудования, эксплуатируемого под давлением рабочей среды. Тамбов: ТГТУ, 2012. 280 с.
5. Божко Г.В. Разъемные герметичные соединения. Тамбов: Вестник ТГТУ, 2010. С. 404-420.
6. Погодин В.К. Разъемные соединения и герметизация в оборудовании высокого давления. Иркутск: Издание ОГУП, 2001. 406 с. 12. Шпаков О.Н. Трубопроводная арматура. Справочник специалиста. С.-Пб. Информационно-издательский центр «КХТ», 2007. 464 с.