ОРГАНИЗАЦИЯ И ПЛАНИРОВАНИЕ ТО И Р ОБОРУДОВАНИЯ

ПО ФАКТИЧЕСКОМУ ТЕХНИЧЕСКОМУ СОСТОЯНИЮ

Одним из радикальных путей реального снижения трудозатрат на ТО и Р, повышения надежности и эффективности использования оборудования, его агрегатов, сборочных единиц и деталей является более широкое внедрение в практику эксплуатации стратегии технического обслуживания оборудования по техническому состоянию. Сущность стратегии заключается в проведении непрерывного или периодического контроля и измерения параметров, определяющих техническое состояние деталей и сопряжений, для обеспечения заданного уровня их надежности при эксплуатации и более полного использования индивидуальных ресурсов. При этом элемент подвергается замене только тогда, когда значение прогнозируемого параметра данного элемента (агрегата) приблизилось к предельному уровню. В остальных случаях эксплуатация продолжается до очередной проверки его состояния. При этом значительно сокращаются трудозатраты на обслуживание, сокращается расход дорогостоящих сборочных единиц и деталей. Принципиальная возможность и внедрение ТО и Р по техническому состоянию обеспечивает увеличение средней наработки деталей и сборочных единиц между заменами в 1,5-2 раза, сокращение удельных приведенных затрат на ТО и Р в 1,5 раза.

Техническое обслуживание и ремонт по фактическому техническому состоянию (ТО и Р по техническому состоянию) заключается в регламентных остановках и ремонтах, производимых в соответствии с регламентом, а также в контроле технического состояния оборудования, осуществляемом с установленной периодичностью между регламентными остановками и обслуживанием (или ремонтом) в зависимости от этого состояния.

Стратегия ТО и Р по фактическому техническому состоянию представляет собой совокупность правил по определению режимов и регламента диагностирования оборудования и принятию решений о необходимости его технического обслуживания, замены или ремонта на основе информации о фактическом техническом состоянии.

При данной стратегии ТО и Р оборудование эксплуатируется до предотказового состояния.

Таким образом, в основе ТО и Р по техническому состоянию заложен принцип предупреждения отказов оборудования и его элементов - при условии обеспечения максимально возможной наработки их до замены и минимально возможных затрат на ТО и Р.

Стратегия ТО и Р по техническому состоянию объекта в свою очередь подразделяется на две стратегии:

стратегия ТО и Р по техническому состоянию объекта с контролем его параметров;

стратегия ТО и Р по техническому состоянию объекта с контролем уровня надежности.

При реализации стратегии ТО и Р по техническому состоянию с контролем параметров возникают следующие задачи:

выбор минимально необходимого числа контролируемых параметров, несущих достаточную информацию о состоянии системы в любой момент времени;

обоснование допустимых областей изменения выбранных для контроля параметров;

разработка алгоритмов математического обеспечения для обоснования программ эксплуатации до предотказового состояния;

создание технических средств контроля и диагностики (обеспечивающих высокую точность измерения параметров в пределах допустимых областей изменения и определения места дефекта), регистрации и оперативной получаемой информации.

Рис. 6.7. Изменение во времени параметра технического состояния системы:

1 - область исправного и работоспособного состояния; 2 - область неисправного, но работоспособного состояния; 3 - область неисправного и неработоспособного состояния; t₁ и t₂ - соответственно моменты первой и второй проверок системы; T₁ и Т₂ - соответственно моменты пересечения реализацией случайного процесса Y(t) уровней L₁ и L₂

Достижение предотказового уровня L₁ означает необходимость выполнения профилактических работ или замены объектов.

Реализация стратегии ТО и Р по техническому состоянию с контролем параметров требует установления количественных связей между значениями упреждающих допусков ∆L = L₂-L₁ на каждый из контролируемых параметров системы и периодичностью их проверок ∆t = t₂ - t₁.Очевидно, что при заданном случайном процессе Y(t), предельном уровне L₂ и допустимой вероятности отказа Q_доп каждому фиксированному значению упреждающего допуска ∆L соответствует конкретное значение периодичности проверок ∆t. При этом чем больше эти значения, тем меньше затраты на проверки (проверки реже) и больше затраты на замену и ремонт (чаще замены), и наоборот. Оптимальный вариант выбирают из условия обеспечения минимальных суммарных затрат С_т => min на проверку, замену и ремонт объекта. Для каждого объекта находят функции вида С = f(∆t), которые используют при решении задачи группировки операций ТО (в том числе и операций диагностирования) в оптимальные формы технологического регламента для оборудования в целом.

Область применения стратегии ТО и Р по состоянию с контролем параметров - системы и объекты, которые по соображениям безопасности не могут эксплуатироваться до отказа, а по экономическим соображениям - до выработки назначенного межремонтного ресурса. К таким системам и объектам относятся дорогостоящие системы с высокой функциональной значимостью, имеющие недостаточную степень резервирования (в том числе и кратность резервирования) и вместе с тем обладающие высоким уровнем эксплуатационной технологичности и контролепригодности.

Характерными особенностями стратегии ТО и Р по техническому состоянию с контролем уровня надежности следующие.

1. Каждый объект эксплуатируется до отказа.

2. Межремонтных ресурсов для объектов не устанавливают.

3. ТО и Р для каждого конкретного объекта заключается в выполнении необходимого объема работ по регулировке, калибровке, обнаружению дефектов, вызвавших отказы и повреждения, и их устранению.

4. Для конструкционно сложных объектов выполняется замена некоторых их составных частей по наработке, если она возможна без разборки объекта.

5. Применительно ко всем однотипным объектам осуществляется контроль уровня надежности.

6.В случае, когда фактический уровень надежности того или иного типа объектов ниже нормативного, проводится тщательный анализ причин отклонения и осуществляются мероприятия по его повышению.

Внедрение ТО объектов с контролем уровня надежности предполагает решение ряда организационных и технических задач. К ним относятся:

организация оперативного сбора и обработки информации о надежности, позволяющая определять фактические уровни надежности эксплуатируемых типов объектов;

разработка метода установления нормативных значений уровней надежности для объектов каждого типа;

организация оперативного сравнения фактического уровня надежности с нормативным и выполнение анализа возможных последствий.

Область применения стратегии ТО по состоянию с контролем уровня надежности целесообразно отнести к объектам:

1) отказы которых не влияют непосредственно на безопасность, что устанавливается на основании анализа надежности систем при выборе и назначении стратегий ТО и Р;

2) для которых имеет место экспоненциальное распределение наработки до отказа;

3) надежность которых позволяет обеспечить выполнение требований по экономической эффективности;

4) обладающим высокой эксплуатационной технологичностью;

5) затраты на эксплуатацию которых до отказа (при обслуживании с контролем уровня надежности) не превышают затрат на ППР;

6) имеющим индикацию отказов средствами контроля с минимальными трудовыми затратами в заданное время.

Контроль уровня надежности совокупности однотипных объектов осуществляется статистическими методами. Данным видом контроля должно охватываться, как правило, большинство агрегатов и сборочных единиц независимо от применяемой к ним стратегии ТО и Р.

Однако только для стратегии ТО с контролем уровня надежности этот вид контроля является основным механизмом в управлении надежностью оборудования. При данной стратегии ТО критерием технического состояния однотипных объектов является уровень надежности, оцениваемый соответствующими показателями. Естественно, что такие показатели должны нести максимум информации о техническом состоянии объекта, быть удобными для проведения оперативного сравнительного анализа, а также быть критичными к изменениям процесса эксплуатации (изменению условий эксплуатации, уровню восстановления функциональных систем). Наиболее полно таким требованиям в условиях эксплуатации оборудования нефтегазовой отрасли отвечают следующие показатели: параметр потока отказов ω(t) и число отказов объектов п в течение заданного интервала времени.

В качестве исходной информации в данной стратегии используются следующие сведения: число однотипных объектов в технологических системах нефтегазовой отрасли; вид отказа; место проявления; причина проявления; последствия; число отказов, выявленных за контрольный период времени; наработка совокупности однотипных объектов за контрольный период времени; стоимость замены объекта; стоимость технического обслуживания и ремонта.

Для обработки исходной информации используются известные методы математической статистики.

В связи с тем, что ресурсы и условия эксплуатации деталей, сборочных единиц, агрегатов оборудования отличаются друг от друга, при любой стратегии ТО и Р вводится система ремонтов (текущий, средний, капитальный).

В системе ППР виды ремонта осуществляются в определенной последовательности, а при ТО и Р по техническому состоянию - в зависимости от результатов диагностирования.

Стратегия ТО и Р по техническому состоянию обладает максимальными возможностями по управлению состоянием оборудования.

Реализация стратегии ТО и Р по «состоянию» требует знания характеристик надежности функциональных систем и изделий в процессе эксплуатации, четкой организации информационного обеспечения, наличия средств контроля и диагностики. Это, в свою очередь, влечет перестройку технологии и организации эксплуатационных и ремонтных служб предприятия.

В ряде случаев приобретение, установка и обслуживание диагностических средств для вспомогательного оборудования дороже, чем проведение ремонта по графику ППР, т.е. для вспомогательного оборудования минимум приведенных затрат на единицу наработки при планово-предупредительной системе ТО и Р меньше, чем минимум приведенных затрат для ТО и Р по техническому состоянию.

С другой стороны, оперативный контроль технического состояния должен обеспечивать высокую безотказность и предотвращать внезапные отказы. Поэтому область применения стратегии ТО и Р с контролем параметров целесообразно ограничить оборудованием, которое по соображениям безотказной работы всей технологической системы не может быть допущено к эксплуатации до отказа; т.е. ограничить тем оборудованием, отказ которого приведет к остановке всей технологической системы или опасной аварийной ситуации.

При выборе оборудования для перевода на ТО и Р по техническому состоянию следует учесть и «возрастной» состав оборудования.

С учетом большой номенклатуры оборудования для бурения, добычи и подготовки нефти и газа, отличий по начальному их техническому состоянию и наработке, разной степени их сложности, значительного числа дефектов и резервирования использование системы ТО и Р по техническому состоянию на базе диагностики для всего оборудования нефтегазовой отрасли экономически нецелесообразно. В связи с этим новая система ТО и Р по фактическому техническому состоянию должна быть смешанной: для некоторой части оборудования по техническому состоянию на основе диагностирования, для другой - по наработке, т.е. планово-предупредительная система; а для остальной - по потребности после отказа. Поэтому в основу выбора стратегии ТО и Р для каждого типа оборудования должен быть положен технико-экономический критерий.

Система ТО и Р по фактическому техническому состоянию требует разработки методов и средств диагностирования, обладающих большой информативностью. Такую базу технической диагностики экономически целесообразно применять в первую очередь для основного оборудования.

При каждой стратегии ТО и Р используют определенные управляющие показатели (табл. 6.2).

Совершенство любой стратегии ТО и Р определяется тем, насколько полно она

Таблица 6.2