Энергетическая концепция возникновения отказа

Для решения задач надежности необходимо иметь модель формирования отказа, т.е. представить схему с функциональными и стохастическими связями, которая позволяла бы оценить вероятность возникновения отказа. Однако далеко не все виды воздействий на оборудование и не все виды повреждений обязательно приводят к отказу. Поэтому рассмотрим представленные в виде блок-схемы отдельные этапы возникновения отказа.

Возникновение отказа - конечный результат ряда последовательных этапов, которые независимо от вида отказа, имеют общие черты.

Обычно для оценки надежности используют статистические данные по отказам без анализа процессов их формирования. Такой подход не создает основы для прогнозирования надежности и для вскрытия причин возникновения отказов, так как используются лишь конечные результаты явлений.

При эксплуатации трубопровода не него действуют все виды энергии, но для возникновения вредных процессов необходим определенный их уровень. Если этот уровень не превзойден, то предпосылки для возникновения отказа будут устранены в самом начале. Если же процесс возник, то он будет изменять начальные свойства или состояние материалов, из которых создано изделие.

Под действием различных видов энергии могут появляться и развиваться во времени такие процессы, как деформация, изнашивание, коррозия и др. Эти процессы могут привести к повреждению оборудования. Полученное повреждение может влиять или не влиять на выходные параметры трубопровода.

Рисунок 2.2 – Схема возникновения отказа

Отказ трубопровода или его элемента может быть предотвращен или отсрочен при выполнении следующих условий:

1. Если уровень воздействий энергии на трубопровод не превосходит значений, при которых могут возникнуть вредные процессы, изменяющие начальные свойства или состояние трубопровода.

Малая энергетическая нагруженность элементов трубопровода - один из главных путей повышения их безотказности, который, однако, связан с повышением стоимости трубопровода.

2. Если возникающие процессы не связаны с теми видами повреждений, которые определяют безотказность работы трубопровода.

Восприятие энергии элементами, не влияющими или мало влияющими на работоспособность трубопровода - второй основной путь повышения их безотказности.

3. Если изменения выходных параметров трубопровода, возникшие в результате повреждения его элементов, не выходят за допустимые пределы.

Для обеспечения этого условия применяется широкий ассортимент методов и средств, направленных на уменьшение интенсивности протекания вредных процессов или на компенсацию возникающих погрешностей функционирования трубопровода.

Для возникновения процесса изнашивания, если придерживаться усталостной теории износа необходимо, чтобы давление не превосходило некоторого критического значения . Последнее соответствует контактным напряжениям, возникающим в микровыступах поверхностей при их взаимном внедрении в процессе трения, которые должны быть ниже длительного предела усталости для данной пары материалов.

Для оценки возможности возникновения коррозии, которая для направляющих трубопровода связана как с атмосферными влияниями, так и с действием охлаждающей жидкости, необходимо определить термодинамическую устойчивость металла в данной среде.

Таким образом, для каждого вида энергии, действующего на трубопроводные коммуникации, можно установить граничные условия для возникновения вредных процессов, которые при их развитии могут привести к отказу.

Лекция 3. Случайные величины. Законы распределения, применяемые в теории надежности. Выбор теоретического закона распределения. Параметры статистического распределения.