Основные количественные показатели, характеризующие ремонтопригодность.

Любое свойство машин, особенно их ремонтопригодность, как известно, закладывается еще при проектировании. Если же изделие создано, то его ремонтопригодность никакими доводоч­ными работами улучшить нельзя.

Известно, что суммарные затраты времени, труда и средств на техническое обслуживание и ремонт оборудования зависят от его ремонтопригодности и совершенства самой системы обслу­живания и ремонта (организации, технологии и т. п.).

Соответственно необходимо иметь количественные показа­тели двух видов: одни должны характеризовать затраты, опреде­ляемые только ремонтопригодностью конструкции машин и ап­паратов, и включаться в техническую документацию на их про­ектирование, изготовление, приемку, другие - суммарные затра­ты времени, труда и средств в процессе эксплуатации. Последние зависят как от ремонтопригодности машин так и от применяемой системы организации технического обслуживания, ремонта и их технологии.

Выбор определенного состава показателей, характеризую­щих ремонтную технологичность оборудования химических про­изводств, должен быть сделан в первую очередь. Рациональное решение этого вопроса может оказать существенное влияние на схемно-конструктивные решения оборудования, на разработку методов задания и оценки ремонтной технологичности и системы мероприятий, направленных на обеспечение требуемого уровня ремонтопригодности.

Для решения вопроса о том, каким показателям следует от­давать предпочтение, воспользуемся следующей классификацией технических устройств (3).

Все разнообразие машин и оборудования, используемых в промышленности, можно разделить:

I. в зависимости от характера выполняемых функций:

1) предназначенные для выполнения основных функций, т. е. таких, которые составляют цель рассматриваемого производ­ственного или технологического процесса;

2) выполняющие вспомогательные функции, например транспортирование материалов и т. п.:

3) выполняющие функции обслуживания.

II. В зависимости от режимов использования:

1) длительный непрерывный режим использования (высокой интенсивности);

2) периодическое применение с неслучайным циклом рабо­ты (средней интенсивности);

3) периодический характер использования со случайным циклом работы, как в отношении момента применения, так и длительности работы (малой интенсивности).

III. В зависимости от последствий простоя машин в ремон­те:

1) ущерб от простоев обусловлен не только величиной за­трат на восстановление работоспособности машин, но и величи­ной экономического ущерба, связанного с невыработанной про­дукцией;

2) ущерб от простоев невелик и обусловлен в основном ве­личиной затрат на восстановление работоспособности.

Оборудование химических производств является основным в технологическом процессе с длительным сроком службы и вы­сокой интенсивностью использования.

Ущерб от простоев оборудования в ремонте обусловли­вается не только величиной затрат на восстановление работоспо­собности, но и величиной экономического ущерба, связанного с недовыработкой продукции, поэтому среди нормируемых опера­тивных показателей должны быть и экономические показатели.

В качестве основных оперативных и экономических ис­пользуются следующие показатели:

Оперативные показатели: коэффициент технического ис­пользования, суммарная продолжительность ремонтов (час.), суммарная оперативная продолжительность ремонтов (час.).

Экономические показатели: суммарная трудоемкость ре­монтов (чел. -ч.), суммарная оперативная трудоемкость ремонтов (чел. -ч.). удельная трудоемкость ремонта (чел. -ч/ед. наработки), удельная оперативная трудоемкость ремонта (чел. -ч/ед. наработ­ки), суммарная стоимость ремонта (руб.), удельная стоимость (руб. /ед. наработки).

Дополнительные показатели, как правило, не являются объектом задания, рациональная их величина устанавливается на основании требований к количественным значениям основных показателей. Дополнительные показатели в сочетании с основ­ными позволяют полнее характеризовать свойства конструкций оборудования и поддаются классификации в зависимости от их особенностей и условий эксплуатации.

К показателям, характеризующим приспособленность кон­струкции к ремонту, относятся показатели доступности, лег­косъемности.

К показателям, характеризующим совершенство конструк­ции с точки зрения ее приспособленности к применению прогрес­сивных организационно-технических форм и методов расчета, можно отнести: коэффициент технической оснащенности работ при ремонте, коэффициент технической вооруженности специа­листов и среднюю квалификацию специалистов, привлекаемых к ремонту оборудования.

В качестве дополнительных показателей, характеризующих ремонтопригодность, используются: коэффициент доступности, коэффициент технической оснащенности работ, коэффициент технической вооруженности ремонтников, коэффициент средней квалификации ремонтников, число нетехнологичных в ремонте конструктивных решений.

Численные значения показателей оценки приспособлен­ности оборудования к ремонту рассчитываются достаточно про­сто (3. 4).

Однако следует отметить, что все перечисленные показате­ли не являются строго детерминированными; в качестве компо­нентов включают вероятностные характеристики, и каждый из них получается как математическое ожидание, т.е. среднестатиче­ская величина. В качестве примера рассмотрим коэффициент технического использования. Временные характеристики, кото­рые входят в формулу расчета коэффициента, хотя и регламен­тируются нормативно в целом по цеху, но колеблются в доволь­но широких пределах для каждого отдельного аппарата или ма­шины. Так, суммарная наработка разных аппаратов (машин) одного назначения за расчетный период эксплуатации может сильно колебаться, но недовыработка одного аппарата (маши­ны) в этом случае компенсируется увеличением нагрузки на дру­гие. При эксплуатации оборудования одного назначения, но не одного конструктивного решения, средние характеристики не могут быть использованы для расчета количественных показате­лей ремонтопригодности и нуждается в детальной корректиров­ке с учетом вероятностных колебаний временных характери­стик.

Установление нормативных значений показателей ремон­топригодности для химического оборудования затруднено, так как практически невозможно провести испытания на ремонто­пригодность, а для возможных аналогов нет статистических данных о трудовых и материальных затратах, как в целом по объекту ремонта, так и по отдельным ремонтным операциям.

8. 4. Характерные недостатки конструкций оборудования, препятствующие обслуживанию и ремонту

Качественный анализ приспособленности к ремонту кон­струкций машин и аппаратов химической промышленности выявил характерные недостатки конструкций оборудования, влияющие на непроизводительные затраты времени, труда и средств при техническом обслуживании и ремонте, и снижения их качества.

Основные факторы, определяющие ремонтопригодность химического оборудования, - особенности конструкции, особен­ности компоновки, и приспособленность к применению средств механизации. Собранная информация о приспособленности обо­рудования к ремонту выявила наиболее часто встречающиеся не­технологичные решения, препятствующие ремонту и обслужива­нию теплообменной аппаратуры:

затруднен доступ к змеевикам, трубчаткам;

не обеспечена возможность чистки и ремонта трубок, их заме­ны;

не предусмотрены соответствующие средства механизации и грузоподъемные устройства;

не обеспечена взаимозаменяемость узлов;

затруднен доступ к самим аппаратам из-за неудачных компо­новочных решений;

колонной аппаратуры:

не предусмотрены средства механизации для загрузки и вы­грузки катализатора;

неразъемность конструкций узлов аппарата;

отсутствуют металлоконструкции для ремонта изоляции и осмотра аппаратов;

затруднен доступ к узлам аппарата из-за несовершенства кон­струкции;

неудачные компоновочные решения размещения оборудования в технологической схеме;

насосно-компрессорного оборудования:

не обеспечена легкосъемность конструктивных элементов;

не обеспечен или ограничен беспрепятственный доступ к эле­ментам, требующим частой проверки, а также ремонта и замены;

отсутствуют специальные элементы для применения средств ав­томатизации при снятии и подъеме.

Все эти неудачные технологические решения оборудования химических производств можно устранять на стадии проектиро­вания, если в числе других характеристик учитывать ремонто­пригодность.

Конструкторы должны располагать всеми необходимыми справочными материалами по основным вопросам ремонтной технологичности конструкций аппаратов и машин, а также дан­ными о прогрессивных формах организации и технологии ре­монта и технического обслуживания.

Необходима разработка таких материалов и, прежде всего обоснованных технологических требований к конструкциям обо­рудования в части их ремонтной технологичности. В рекоменда­циях должны быть изложены рациональные с точки зрения ре­монта варианты конструктивных решений с учетом материалов, полученных в результате анализа ремонтной технологичности конструкций оборудования.

8. 5. Основные требования к технологичности конструкций оборудования при обслуживании и ремонте

Проведенный анализ технологичности конструкций аппа­ратов и машин, их эксплуатации и ремонта, а также обобщение имеющегося опыта разработки требований к технологичности конструкций при обслуживании и ремонте позволили определить требования, применение которых может обеспечить необходимые свойства ремонтопригодности конструктивных элементов аппа­ратов (машин) в целом.

К числу общих требований к конструкции машины или ап­парата как к объекту технического обслуживания и ремонта от­носятся:

максимальное применение действующих стандартов с целью сокращения числа оригинальных деталей и сборочных единиц;

максимальное использование деталей и сборочных единиц ма­шин и аппаратов, выпускаемых промышленностью, высокое ка­чество которых подтверждено опытом эксплуатации и ремонта;

максимальная унификация запасных частей однотипных ма­шин и аппаратов и для оборудования различных типов, но вы­полняющих одинаковые функции;

рациональная унификация и стандартизация крепежных дета­лей;

унификация и стандартизация присоединительных мест (разъемов, штуцеров и др.) для трубопроводов с использованием быстро разъемных соединений;

рациональная насыщенность оборудования стандартизован­ным и унифицированным контрольно-поверочным инструмен­том при ограничении числа их типоразмеров;

унификация методов и организационных форм технического обслуживания и ремонта, разрабатываемых на основе опреде­ленных критериев оптимальности.

Требования для обеспечения доступности и легкосъемности:

установленное оборудование следует размещать так, чтобы свести к минимуму или совсем исключить случаи, когда осмотр или замена одного из узлов невозможны без предварительного демонтажа других, расположенных рядом;

узлы, разъемные соединения, съемные элементы для удобства демонтажа и монтажа необходимо размещать так, чтобы обеспе­чить удобный доступ с необходимым для работы инструментом;

люки в стенках аппаратов надо размещать строго против мест установки узлов, деталей и их соединений и обеспечивать удоб­ный доступ для осмотра и ремонта;

разъемы трубопроводных коммуникаций должны быть доступны для осмотра и ремонта;

резьбовые соединения, требующие периодического осмотра и проверки затяжки болтов, должны быть легкодоступны при тех­ническом обслуживании оборудования;

в сложных элементах и узлах необходимо предусматривать возможность снятия отдельных деталей, имеющих меньший ре­сурс, с целью их ремонта и осмотра без снятия и разборки всего агрегата;

конструкции узлов, подлежащих разборке и сборке в процессе эксплуатации и при ремонте, должны исключать возможность их неправильного монтажа;

узлы и агрегаты массой более 50 кг должны иметь грузозахват­ные устройства для подъемных приспособлений. При невозмож­ности использования подъемных устройств должны быть пред­усмотрены легкосъемные подъемные приспособления;

размещение оборудования должно обеспечивать доступ грузо­подъемных механизмов.

Общие требования для обеспечения взаимозаменяемости сбо­рочных единиц (агрегатов) и деталей машин и аппаратов при техническом обслуживании и ремонте можно сформулировать следующим образом:

сборочные единицы (агрегаты) и детали, снимаемые и заменяе­мые при техническом обслуживании и ремонте машин и аппара­тов, должны обладать геометрической и функциональной вза­имозаменяемостью. Требования геометрической взаимозаменяе­мости необходимо выполнять в первую очередь для элементов с большой частотой замены или длительным циклом ремонта;

агрегаты и блоки отдельные систем машины и аппарата долж­ны обладать полной геометрической и функциональной взаимо­заменяемостью;

части, изменяемые при конструктивных улучшениях машины или аппарата, должны сохранять взаимозаменяемость с прежни­ми частями конструкции;

для обеспечения взаимозаменяемости элементов систем в кон­струкции необходимо предусмотреть технологические компенса­торы в виде прокладок, шайб, отверстий с увеличенными диа­метрами, эллипсных отверстий и др.;

эксплуатационно-ремонтные допуски следует назначать с учетом сохранения необходимого качества машины и аппарата.

9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСА ОСТАТОЧНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ

На предприятиях химической и нефтехимической промыш­ленности эксплуатируется значительное количество оборудова­ния, проработавшего более 10-15 лет, т. е. более установленного проектом срока службы.

В соответствии с общими правилами взрывобезопасности (5) для этого оборудования требуется определение срока даль­нейшей эксплуатации - остаточного ресурса, т. е. продолжитель­ность работы оборудования от данного момента времени до про­гнозируемого предельного состояния (6, 7). Прогнозирование ре­сурса оборудования выполняется в единицах времени (циклах на­гружения).

Методика оценки остаточного ресурса работоспособности основана на индивидуальной диагностике рассматриваемого оборудования и информации, полученной в результате проведе­ния обследования технического состояния оборудования, иссле­дований металла контрольных вырезок, сделанных из рассматри­ваемого оборудования и его фактической нагруженности.

Возможность продления срока эксплуатации длительное время эксплуатирующегося оборудования базируется на разви­тии расчетно-экспериментальных методов оценки ресурса с уче­том новейших достижений механики разрушения, физики метал­лов, металловедения, развития новых методов и средств неразрушающего контроля за состоянием оборудования, запасами прочности, заложенными в проект.

Продление срока службы оборудования на основе его ин­дивидуальной диагностики ресурса позволяет реализовать до­полнительные резервы работоспособности оборудования с обес­печением требуемого уровня безопасности эксплуатации.

Анализ состояния и заключение о ресурсе остаточной рабо­тоспособности оборудования могут выполнять только специали­зированные организации при наличии соответствующих лицен­зий.

9. 1. Диагностирование технического состояния оборудования