Надежность. Темы вопросов к экзамену по дисциплине Процессы и методы повышения надежности на стадиях эксплуатации и ремонта нефтепромыслового оборудования
 Скачать 4.2 Mb.
|
Стратегии эксплуатации и ремонта нефтегазопромыслового оборудованияКачество системы эксплуатации проявляется при ее функционировании. Процесс эксплуатации оборудования можно представить как последовательную во времени смену различных этапов эксплуатации в соответствии с принятой стратегией. К этапам эксплуатации, через которые проходит оборудование, могут быть отнесены:[3] использование по назначению (применение); различные виды и методы технического обслуживания и ремонта (ТО и Р); диагностирование; периодические и специальные испытания; готовность к применению; хранение; транспортирование; модернизация и реконструкция; ожидание поступления оборудования в каждый из выделенных этапов эксплуатации. Структура процесса эксплуатации определяются принятой стратегией эксплуатации. В общем виде стратегия эксплуатации оборудования представляет совокупность принципов и правил, обеспечивающих заданное управление процессом эксплуатации за счет поддержания наивыгоднейших режимов работы оборудования и назначения работ по ТО и Р в соответствии с фактическим техническим состоянием оборудования. В настоящее время в эксплуатации используются различные виды стратегий использования оборудования по назначению, его технического обслуживания и ремонта. В зависимости от имеющихся возможностей для диагностирования и определения технического состояния оборудования в процессе эксплуатации и от принятого критерия для установления сроков его замены различают следующие стратегии использования оборудования по назначению: до выработки назначенного ресурса (срока службы); до предотказового состояния; до отказа. Стратегии ТО и Р классифицируются следующим образом:[3] стратегия технического обслуживания по наработке (календарному времени, ресурсу), при которой перечень (объем) и периодичность выполнения операций определяются значением наработки (календарного времени, ресурса) с начала эксплуатации или после капитального (среднего) ремонта; стратегия технического обслуживания по состоянию, при которой перечень и периодичность выполнения операций определяются фактическим состоянием объекта в момент начала ТО; стратегия ремонта по наработке, при которой объем разборки объекта и контроля его составных частей назначается единым для всех однотипных объектов в зависимости от наработки с начала эксплуатации и (или) после капитального ремонта, а перечень операций ремонта определяется с учетом результатов контроля составных частей объекта; стратегия ремонта по техническому состоянию, при которой перечень операций, в том числе разборки объекта, определяется по результатам диагностирования объекта в момент ремонта, а также по данным о надежности этого конкретного объекта и однотипных объектов. Стратегии по состоянию имеют существенные отличия от стратегий по наработке. Они заключаются не только в самом характере технологических процессов ТО и Р, но и в распределении ресурсов, требуемых на развитие производственно-технической базы, соответствующей требованиям той или иной стратегии. Стратегия по состоянию предполагает обеспечение высокого уровня эксплуатационной технологичности объекта, создание и внедрение эффективных средств диагностирования и неразрушающего контроля, оснащение лабораторий и цехов современными средствами сбора, обработки, передачи и хранения информации. Стратегия же по наработке требует развития экспериментальной базы предприятий и обеспечения на этой основе обоснованных значений ресурса до ремонта для каждой совокупности однотипных объектов.[3] Стратегии ТО и Р естественным образом связаны со стратегиями эксплуатации оборудования. Каждой стратегии использования по назначению соответствует своя наиболее эффективная стратегия ТО и Р, обозначенная в таблице 3.1 знаком «+». Таблица 3.1 – Зависимость стратегии ТО и Р от стратегии использования по назначению
Техническое обслуживание и ремонт оборудования по 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. 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. Для выявления предотказового состояния обычно используется принцип назначения упреждающих допусков на диагностические параметры. При этом под упреждающим допуском понимается совокупность значений параметра системы между предельным L2 и предотказовым L1 уровнями параметра. Выход параметра системы за предельный уровень L2 означает отказ. достижение предотказового уровня L1 означает необходимость выполнения профилактических работ или замены объектов.  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 w(t) и число отказов объектов n 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. 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. Преимущества стратегии ТО и Р по техническому состоянию 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 повышение надежности и эффективности использования оборудования Недостатки стратегии ТО и Р по техническому состоянию 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. 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. | ||||||||||||||||||||||||||||||