Отказ. Классификация отказов. Параметр потока отказов

Для анализа и количественной оценки надежности различают основное событие, с которым прямо или косвенно связаны все показатели надежности, - событие “отказ”.

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта. Для каждого объекта признаки отказов устанавливаются нормативно-технической документацией.

Наряду с отказом имеют место такие понятия как:

Неисправность - состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической документации;

Дефект - каждое несоответствие требованиям технической документации, начальная причина возникновения отказа;

Повреждение - нарушение исправности объекта или его составных частей, вследствие влияния внешних воздействий, превышающих уровни, установленные нормативно технической документацией.

Дефекты и повреждения могут быть существенными и являться причиной отказа и, несущественными, при которых работоспособность машин не нарушается. Очень часто дефекты и повреждения сразу не обнаруживаются.

Классификация отказов осуществляются по различным признакам, основными из которых являются причины возникновения, характер изменения параметров нефтеперерабатывающего оборудования до момента завершения отказа, степень влияния отказа на работоспособность, возможность предсказания и др.

Отказы классифицируются по следующим признакам (рисунок 2.1):

Рисунок 2.1 - Классификация отказов

1) по причинам возникновения:

Конструкционные отказы обусловлены ошибками, допущенными при проектировании, нарушениями требований государственных стандартов, занижением запасов прочности, ошибками в разработке принципиальных схем и конструкций устройств и т. д.

Производственные отказы вызываются нарушениями технологии изготовления, несоблюдением требований конструкторской документации при изготовлении, применением некондиционных материалов и комплектующих элементов, недостаточным контролем качества в процессе производства и т. п.

Конструкционные и производственные отказы, как правило, выявляются в начальный период эксплуатации. Они могут быть выявлены также в процессе приработочных испытаний в заводских условиях.

Эксплуатационные отказы являются следствием нарушений условий работы, на которые рассчитано нефтеперерабатывающее оборудование, несоблюдения оговоренных в технической документации правил эксплуатации, низкой квалификации обслуживающего персонала, естественного старения, изнашивания и других причин. Эксплуатационные отказы проявляются не только в начальный период эксплуатации, но и в последующее время.

2) по характеру проявления все отказы делятся на внезапные и постепенные. Если в качестве обобщенного параметра, характеризующего работоспособность нефтеперерабатывающего оборудования (давление, расход, и т.д.), то внезапные и постепенные отказы определяются скоростью изменения обобщенного параметра.

К постепенным отказам относятся такие, для которых скорость изменения обобщенного параметра имеет конечную величину. Постепенные отказы нефтеперерабатывающего оборудования являются следствием необратимых изменений его свойств, вызванных старением, износом, накоплением усталостных повреждений и изменением параметров рабочего процесса.

Внезапные отказы характеризуются резким, скачкообразным изменением обобщенного параметра под воздействием одного или нескольких возмущений, вызванных внутренними дефектами, нарушениями режимов работы или ошибками обслуживающего персонала. Обычно появлению внезапных отказов предшествуют скрытые дефекты или изменения свойств элементов, которые не всегда удается заменить и обнаружить.

3) по степени влияния на работоспособность нефтеперерабатывающего оборудования все отказы можно разделить на полные и частичные. При полных отказах происходит потеря работоспособности нефтеперерабатывающего оборудования. При частичных отказах способность нефтеперерабатывающего оборудования к выполнению своих функций сохраняется, однако при этом снижается эффективность их выполнения.

Для нефтеперерабатывающего оборудования, установленного на установке, выполняющих ответственные функции, отказы делятся на опасные и безопасные.

4) по возможности предсказания. При постепенных отказах характеристики нефтеперерабатывающего оборудования изменяются во времени, и, следовательно, принципиально возможно с помощью специальной системы контроля или специальных испытаний прогнозировать момент наступления отказа и принять соответствующие меры, обеспечивающие сохранение работоспособности нефтеперерабатывающего оборудования. Постепенные отказы, которые можно прогнозировать, называются прогнозируемыми.

Так же существует классификация отказов, зависящая от характера причин возникновения отказа. Она делится на две группы.

Первая группа. Отказы, являющиеся следствием дефектов конструкции, технологии производства, эксплуатационно-технической документации, а также других дефектов, повторяющихся для всех экземпляров данной системы или же хотя бы для некоторой группы экземпляров. Поскольку причины отказов данной группы повторяются для всех или части экземпляров системы, испытания отдельного экземпляра могут дать необходимую информацию для устранения причин возникновения таких отказов и, следовательно, для повышения надежности системы. При обнаружении отказов данной группы на отдельных экземплярах системы могут приниматься решения о проведении доработок на остальных или же проведении других мероприятий, исключающих появление подобного вида отказов.

Вторая группа. Отказы, которые вызваны случайным разбросом или ограниченностью сроков службы комплектующих элементов, случайным неблагоприятным сочетанием разбросов параметров элементов в пределах установленных допусков, случайным неблагоприятным сочетанием режимов работы или условий эксплуатации, случайными погрешностями производства и др. Обнаружение отказов второй группы на каком-либо отдельном экземпляре данной системы не дает оснований делать заключение о надежности остальных экземпляров: может случиться, что таких отказов на остальных экземплярах системы не будет. Устранение причин возникновения отказов второй группы вызывает затруднения, так как выявление причин их возникновения требует проведения большего комплекса мероприятий и проведения большего объема испытаний. Для повышения надежности при наличии отказов второй группы необходимо установить статистические закономерности (законы) их распределения.

Анализ причин возникновения отказов в процессе испытаний и эксплуатации систем и классификация отказов по группам являются важнейшими элементами исследования надежности.

Оценка эксплуатационной надежности оборудования установок АВТ проводилась по следующим показателям :

- вероятность безотказной работы;

- средняя наработка на отказ;

- интенсивность отказов;

- параметры потока отказов;

- среднее время восстановления и вероятность восстановления работоспособного состояния;

- коэффициент готовности;

- коэффициент технического использования.

В настоящее время основным источником информации для суждения о надежности объекта является статистика отказов. Отказ - это сигнал обратной связи, дающий представление (к сожалению, иногда с большим опозданием) о том, насколько конструкция, технология и условия эксплуатации обеспечили желаемые показатели надежности.