Каковы способы повышения надежности технологического оборудования бжд кратко
Обновлено: 02.07.2024
Для повышения надежности сложных технических систем в условиях эксплуатации проводят ряд мероприятий, которые можно подразделить на следующие четыре группы:
1) разработку научных методов эксплуатации;
2) сбор, анализ и обобщение опыта эксплуатации;
3) связь проектирования с производством изделий машиностроения;
4) повышение квалификации обслуживающего персонала.
Научные методы эксплуатации включают в себя научно обоснованные методы подготовки изделия к работе, проведения технического обслуживания, ремонта и других мероприятий по повышению надежности сложных технических систем в процессе их эксплуатации. Порядок и технологию проведения этих мероприятий описывают в соответствующих руководствах и инструкциях по эксплуатации конкретных изделий.
Более качественное выполнение эксплуатационных мероприятий по обеспечению надежности изделий машиностроения обеспечивается результатами статистического исследования надежности этих изделий. При эксплуатации изделий большую роль играет накопленный опыт. Значительную часть опыта эксплуатации используют для решения частных организационно-технических мероприятий. Однако накопленные данные необходимо использовать не только для решения задач сегодняшнего дня, но и для создания будущих изделий с высокой надежностью.
Большое значение имеет правильная организация сбора сведений об отказах. Содержание мероприятий по сбору таких сведений определяется типом изделий и особенностями эксплуатации этих изделий. Возможными источниками статистической информации могут быть сведения, полученные по результатам различных видов испытаний и эксплуатации, которые оформляются периодически в виде отчетов о техническом состоянии и надежности изделий. Изучение особенностей их поведения дает возможность использовать накопленные данные для проектирования будущих изделий. Таким образом, сбор и обобщение данных об отказах изделий — одна из важнейших задач, на которую должно быть обращено особое внимание.
Эффективность эксплуатационных мероприятий во многом зависит от квалификации обслуживающего персонала. Однако влияние этого фактора неодинаково. Так, например, при выполнении в процессе обслуживания довольно простых операций влияние высокой квалификации работника сказывается мало, и наоборот, квалификация обслуживающего персонала играет большую роль при выполнении сложных операций, связанных с принятием субъективных решений (например, при регулировании элементов гидроприводов, настройке нажимных устройств, монтаже подшипников жидкостного трения и т.д.).
Для сложных технических систем в нормативно-технической документации устанавливают виды технических обслуживании (TO-1, TO-2. ) и ремонтов (текущий, средний, капитальный). На стадии эксплуатации изделий проявляются технико-экономические последствия низкой надежности, связанные с простоями техники и затратами на устранение отказов и приобретение запасных частей. С целью поддержания надежности изделий на заданном уровне в процессе эксплуатации необходимо проводить комплекс мероприятий, который может быть представлен в виде двух групп: мероприятия по соблюдению правил и режимов эксплуатации; мероприятия по восстановлению работоспособного состояния.
К первой группе мероприятий относятся обучение обслуживающего персонала, соблюдение требований эксплуатационной документации, последовательности и точности проводимых работ при техническом обслуживании, диагностический контроль параметров и наличие запасных частей, осуществление авторского надзора и т.п.
К основным мероприятиям второй группы относятся корректирование системы технического обслуживания, периодический контроль за состоянием изделия и определение средствами технического диагностирования остаточного ресурса и предельного состояния, внедрение современной технологии ремонта, анализ причин отказов и организация обратной связи с разработчиками и изготовителями изделий.
Некоторые изделия значительную часть времени эксплуатации находятся в состоянии хранения, т.е. не связаны с выполнением основных задач. Для таких изделий преобладающая часть отказов связана с коррозией, а также воздействием пыли, грязи, температуры и влаги. Для изделий, которые большую часть времени используются для выполнения соответствующей работы, преобладающая часть отказов связана с износом, усталостью или механическим повреждением деталей и узлов. В состоянии простоя интенсивность отказов элементов существенно меньше, чем в рабочем состоянии. Так, например, для электромеханического оборудования это соотношение соответствует 1:10, для механических элементов это соотношение составляет 1:30.
Необходимо отметить, что с усложнением техники и расширением областей ее использования возрастает роль этапа эксплуатации в суммарных затратах на создание и использование технических систем. Затраты на поддержание в работоспособном состоянии оборудования за счет технических обслуживании и ремонтов в несколько раз превышают стоимость новых изделий. Например, затраты на ТОиР металлургического оборудования за время его эксплуатации в 5 и более раз больше средств, потраченных на его приобретение.
Техническая политика предприятий должна быть направлена на снижение объемов и сроков проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту техники за счет повышения надежности и долговечности основных узлов. Для поддержания надежности машины в процессе эксплуатации на заданном уровне объем производства запасных частей должен составлять 25-30 % стоимости машин.
Классификация основных способов повышения работоспособности и долговечности деталей и узлов технологического оборудования приведена на рис. 5.2; к ним следует добавить мероприятия по повышению надежности при конструировании, изготовлении, сборке и монтаже.
Конструкторские мероприятия по повышению надежности можно условно разделить на следующие группы:
1) изменение конструкции, которое включает разъединение трущихся поверхностей, установление оптимальных зазоров, увеличение площади поверхности трения, улучшение контактов, равномерное распределение нагрузки и др.;
2) применение дополнительных устройств, таких как компенсаторы износа, фильтры, протекторы для защиты от пыли, съемники быстро изнашивающихся деталей, предохранители и др.;
3) улучшение характеристик материалов за счет применения высокопрочных материалов, антифрикционных материалов, упрочненных накладок, проката переменного сечения и др.;
4) улучшение смазки, в том числе обеспечение жидкостного трения, герметизация узлов трения, применение гидродинамической и аэрозольной смазки, автоматизация смазки и др.
Рисунок 5.2 – Классификация мероприятий по повышению эксплуатационной надежности технологического оборудования
Технологические мероприятия по повышению надежности можно условно разделить на следующие группы:
1) поверхностная пластическая деформация (наклеп), основными видами которой являются дробеструйная обработка, обкатка шариками и роликами, термомеханическая обработка, электромеханическое сглаживание и др.;
2) термическая обработка, в том числе поверхностная газовая закалка, закалка в электролите, закалка токами высокой частоты, упрочнение взрывом, цементация и др.;
3) химико-термическая обработка – азотирование, хромирование, цианирование, алитирование, никелирование и др.;
4) наплавка и напыление, к которым относятся газовая, электродуговая и электрошлаковая наплавка, газовая металлизация, плазменное напыление и др.;
5) гальваническое нанесение покрытий – цинкование, хромирование, никелирование, борирование, эмалирование, фосфатирование и др.
Организационные мероприятия по повышению надежности включают работы по уходу, профилактике, обслуживанию и ремонту: контроль состояния и режимов работы оборудования, планово-предупредительный ремонт, уход за поверхностями трения, обслуживание смазочных систем, повышение квалификации и ответственности рабочих и др.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 10094 — | 7530 — или читать все.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
- I. Методы коммутации.
- III. Методы финансирования инвестиционного проекта
- VI. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
- Автоматизированные методы
- Адаптивные методы прогнозирования используются
- Административно-правовые методы менеджмента
- Административно-правовые методы менеджмента.
- Административные методы
- Административные методы
- Активизирующие методы.
- Активные методы обучения на уроках РЯ
- Алгоритмические методы повышения достоверности контроля
В технологическую систему входят оборудование, оснастка, заготовки, детали, изделия, средства контроля и испытаний, конструкторская и технологическая документация, операторы, контролеры и т. д.
Технологические методы обеспечения надежности определяются прежде всего надежностью самой технологической системы. Цель таких методов – достижение показателей и параметров, заданных конструкторами при проектировании деталей, агрегатов и машин.
К основным технологическим методам относятся следующие.
1. Обеспечение необходимой точности изготовления деталей. С повышением точности изготовления деталей появляется возможность уменьшить начальные зазоры в подвижных соединениях и более жестко регламентировать натяги в неподвижных соединениях, что значительно повышает долговечность таких соединений и машины в целом.
При смещении осей цилиндров двигателя от 0,25 до 0,65 мм интенсивность изнашивания шатунных шеек коленчатого вала возрастает на 90 %, поршневых пальцев – на 54 %, верхней втулки шатуна – в 2 раза, бобышек поршня – на 73 %, шатунных вкладышей – на 60%.
2. Обеспечение оптимального качества рабочих поверхностей. На качество поверхности влияют изнашивание, коррозия, цилиндрическая и динамическая прочность деталей машин. От исходной шероховатости рабочих поверхностей зависит качество посадки как с зазором, так и с натягом. При значительной шероховатости срезаются микровыступы в процессе запрессовки и ослабевает неподвижная посадка. Повышенная шероховатость также противопоказана для приработки подвижных соединений, так как уменьшается площадь фактического контакта, повышается давление, нарушается режим жидкостной смазки и возникает опасность задиров.
Однако и чрезмерно гладкая поверхность не всегда нужна, так как на ней не удерживается масляная пленка. Поэтому для большинства деталей установлены оптимальные шероховатости поверхности трения, например, у двигателей типа ЗМЗ: зеркало цилиндра – 0,16. 0,40 мкм, поршневой палец – 0,08. 0,16, бобышка поршня – 0,20. 0,40 мкм и т. д.
3. Повышение износостойкости, статической и циклической прочности деталей термической обработкой. При закалке с нагревом ТВЧ повышается усталостная прочность деталей из стали 45 в 2 раза. Все более широкое распространение находит обработка рабочих поверхностей деталей лучом лазера. Обработанные таким образом рабочие поверхности кулачков распределительного вала, гильз цилиндров, шеек валов отличаются повышенной прочностью и износостойкостью. При этом не наблюдается коробление деталей.
4. Упрочнение деталей химико-термической обработкой. Наибольшее распространение для упрочнения деталей сельскохозяйственной техники получили азотирование, цементация, нитроцементация и цианирование. У деталей, упрочненных азотированием, износостойкость в 1,5. ..4,0 раза выше, чем у деталей, подвергаемых цементации, повышенные коррозионная стойкость и выносливость при цикличных нагрузках.
5. Упрочнение деталей поверхностным пластическим деформированием. При поверхностном пластическом деформировании повышается усталостная прочность деталей, работающих при циклических нагрузках, в 1,5. 2,0 раза, увеличивается твердость рабочих поверхностей и сопротивляемость их изнашиванию и коррозии, снижается шероховатость поверхности.
Рабочие поверхности втулок верхних головок шатунов, гильз цилиндров, отверстий в корпусах задних мостов и коробок передач обрабатывают раскатками и дорнованием. Коленчатые валы двигателей и поворотные цапфы обкатывают шариками и роликами. Пружины, рессоры, зубчатые колеса и шатуны подвергают дробеструйной обработке.
6. Нанесение на рабочие поверхности деталей машин износостойких покрытий. При пористом хромировании поршневых колец ресурс колец и гильз цилиндров увеличивается более чем в 2 раза, при хромировании стержней клапанов ресурс пары втулка–клапан повышается в 1,5. 1,8 раза. После наплавки на тарелку клапана сплава ЭП-616А ресурс клапана увеличивается в 4. 10 раз. Благодаря индукционной наплавке рабочих органов сельскохозяйственных машин (лемехов, лап культиваторов) твердыми сплавами ресурс этих деталей повышается в 2. 3 раза.
7. Другие методы повышения долговечности деталей: термомеханическое упрочнение; применение кованых заготовок и профилей; изготовление зубчатых колес и шлицевых валов методом обкатывания; установка втулок, колец и вставок из износостойких материалов; проведение искусственного старения чугунных деталей (блоки цилиндров, головки цилиндров, корпуса задних мостов и коробок передач); статическая и динамическая балансировка деталей и сборочных единиц; повышение точности сборки и качества окраски агрегатов и машин в целом; контроль качества.
| | | следующая лекция ==> | |
| Конструктивные методы обеспечения надежности | | | Эксплуатационные мероприятия повышения надежности |
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Ответ
При проектировании оборудования необходимо применительно к условиям
Эксплуатации выбирать конструкцию оптимальных форм и размеров ,
Требуемой механической прочности и герметичности, выполненную по
Возможности из стандартизованных и унифицированных узлов и деталей.
Большое значение имеет выбор конструкционных материалов с учётом
Условий эксплуатации оборудования : давления , температуры, агрессивного воздействия среды и др.
Одним из методов повышения надёжности является резервирование, т.е. введение в систему добавочных (дублирующих) элементов , включаемых
Параллельно основным , что способствует созданию систем, надёжность
Которых выше надёжности любых входящих в них элементов .
Ремонт, состоящий в замене и восстановлении отдельных частей оборудования и их регулировке, считается текущим. Ремонт, существляемый для восстановления исправности и ресурса работы объекта с заменой или
восстановлением любых его частей , включая основные и их регулировкой,
При проектировании оборудования стремятся к упрощению
кинематических схем , уменьшению действующих в машинах динамических
нагрузок , применению средств защиты от перегрузок и т. д.
Использовать резервирование целесообразно лишь в том случае, когда
отсутствуют более простые способы повышения надёжности технологического оборудования
Для повышения надежности сложных технических систем в условиях эксплуатации проводят ряд мероприятий, которые можно подразделить на следующие четыре группы:
1) разработку научных методов эксплуатации;
2) сбор, анализ и обобщение опыта эксплуатации;
3) связь проектирования с производством изделий машиностроения;
4) повышение квалификации обслуживающего персонала.
Научные методы эксплуатации включают в себя научно обоснованные методы подготовки изделия к работе, проведения технического обслуживания, ремонта и других мероприятий по повышению надежности сложных технических систем в процессе их эксплуатации. Порядок и технологию проведения этих мероприятий описывают в соответствующих руководствах и инструкциях по эксплуатации конкретных изделий.
Более качественное выполнение эксплуатационных мероприятий по обеспечению надежности изделий машиностроения обеспечивается результатами статистического исследования надежности этих изделий. При эксплуатации изделий большую роль играет накопленный опыт. Значительную часть опыта эксплуатации используют для решения частных организационно-технических мероприятий. Однако накопленные данные необходимо использовать не только для решения задач сегодняшнего дня, но и для создания будущих изделий с высокой надежностью.
Большое значение имеет правильная организация сбора сведений об отказах. Содержание мероприятий по сбору таких сведений определяется типом изделий и особенностями эксплуатации этих изделий. Возможными источниками статистической информации могут быть сведения, полученные по результатам различных видов испытаний и эксплуатации, которые оформляются периодически в виде отчетов о техническом состоянии и надежности изделий. Изучение особенностей их поведения дает возможность использовать накопленные данные для проектирования будущих изделий. Таким образом, сбор и обобщение данных об отказах изделий - одна из важнейших задач, на которую должно быть обращено особое внимание.
Эффективность эксплуатационных мероприятий во многом зависит от квалификации обслуживающего персонала. Однако влияние этого фактора неодинаково. Так, например, при выполнении в процессе обслуживания довольно простых операций влияние высокой квалификации работника сказывается мало, и наоборот, квалификация обслуживающего персонала играет большую роль при выполнении сложных операций, связанных с принятием субъективных решений (например, при регулировании элементов гидроприводов, настройке нажимных устройств, монтаже подшипников жидкостного трения и т.д.).
Для сложных технических систем в нормативно-технической документации устанавливают виды технических обслуживании (TO-1, TO-2. ) и ремонтов (текущий, средний, капитальный). На стадии эксплуатации изделий проявляются технико-экономические последствия низкой надежности, связанные с простоями техники и затратами на устранение отказов и приобретение запасных частей. С целью поддержания надежности изделий на заданном уровне в процессе эксплуатации необходимо проводить комплекс мероприятий, который может быть представлен в виде двух групп: мероприятия по соблюдению правил и режимов эксплуатации; мероприятия по восстановлению работоспособного состояния.
К первой группе мероприятий относятся обучение обслуживающего персонала, соблюдение требований эксплуатационной документации, последовательности и точности проводимых работ при техническом обслуживании, диагностический контроль параметров и наличие запасных частей, осуществление авторского надзора и т.п.
К основным мероприятиям второй группы относятся корректирование системы технического обслуживания, периодический контроль за состоянием изделия и определение средствами технического диагностирования остаточного ресурса и предельного состояния, внедрение современной технологии ремонта, анализ причин отказов и организация обратной связи с разработчиками и изготовителями изделий.
Некоторые изделия значительную часть времени эксплуатации находятся в состоянии хранения, т.е. не связаны с выполнением основных задач. Для таких изделий преобладающая часть отказов связана с коррозией, а также воздействием пыли, грязи, температуры и влаги. Для изделий, которые большую часть времени используются для выполнения соответствующей работы, преобладающая часть отказов связана с износом, усталостью или механическим повреждением деталей и узлов. В состоянии простоя интенсивность отказов элементов существенно меньше, чем в рабочем состоянии. Так, например, для электромеханического оборудования это соотношение соответствует 1:10, для механических элементов это соотношение составляет 1:30.
Необходимо отметить, что с усложнением техники и расширением областей ее использования возрастает роль этапа эксплуатации в суммарных затратах на создание и использование технических систем. Затраты на поддержание в работоспособном состоянии оборудования за счет технических обслуживании и ремонтов в несколько раз превышают стоимость новых изделий. Например, затраты на ТОиР металлургического оборудования за время его эксплуатации в 5 и более раз больше средств, потраченных на его приобретение.
Техническая политика предприятий должна быть направлена на снижение объемов и сроков проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту техники за счет повышения надежности и долговечности основных узлов. Для поддержания надежности машины в процессе эксплуатации на заданном уровне объем производства запасных частей должен составлять 25-30 % стоимости машин.
Классификация основных способов повышения работоспособности и долговечности деталей и узлов технологического оборудования приведена на рис. 5.2; к ним следует добавить мероприятия по повышению надежности при конструировании, изготовлении, сборке и монтаже.
Конструкторские мероприятия по повышению надежности можно условно разделить на следующие группы:
1) изменение конструкции, которое включает разъединение трущихся поверхностей, установление оптимальных зазоров, увеличение площади поверхности трения, улучшение контактов, равномерное распределение нагрузки и др.;
2) применение дополнительных устройств, таких как компенсаторы износа, фильтры, протекторы для защиты от пыли, съемники быстро изнашивающихся деталей, предохранители и др.;
3) улучшение характеристик материалов за счет применения высокопрочных материалов, антифрикционных материалов, упрочненных накладок, проката переменного сечения и др.;
4) улучшение смазки, в том числе обеспечение жидкостного трения, герметизация узлов трения, применение гидродинамической и аэрозольной смазки, автоматизация смазки и др.
Рисунок 5.2 – Классификация мероприятий по повышению эксплуатационной надежности технологического оборудования
Технологические мероприятия по повышению надежности можно условно разделить на следующие группы:
1) поверхностная пластическая деформация (наклеп), основными видами которой являются дробеструйная обработка, обкатка шариками и роликами, термомеханическая обработка, электромеханическое сглаживание и др.;
2) термическая обработка, в том числе поверхностная газовая закалка, закалка в электролите, закалка токами высокой частоты, упрочнение взрывом, цементация и др.;
3) химико-термическая обработка – азотирование, хромирование, цианирование, алитирование, никелирование и др.;
4) наплавка и напыление, к которым относятся газовая, электродуговая и электрошлаковая наплавка, газовая металлизация, плазменное напыление и др.;
5) гальваническое нанесение покрытий – цинкование, хромирование, никелирование, борирование, эмалирование, фосфатирование и др.
Организационные мероприятия по повышению надежности включают работы по уходу, профилактике, обслуживанию и ремонту: контроль состояния и режимов работы оборудования, планово-предупредительный ремонт, уход за поверхностями трения, обслуживание смазочных систем, повышение квалификации и ответственности рабочих и др.
Для повышения надежности сложных технических систем в условиях эксплуатации проводят ряд мероприятий, которые можно подразделить на следующие четыре группы:
1) разработку научных методов эксплуатации;
2) сбор, анализ и обобщение опыта эксплуатации;
3) связь проектирования с производством изделий машиностроения;
4) повышение квалификации обслуживающего персонала.
Научные методы эксплуатации включают в себя научно обоснованные методы подготовки изделия к работе, проведения технического обслуживания, ремонта и других мероприятий по повышению надежности сложных технических систем в процессе их эксплуатации. Порядок и технологию проведения этих мероприятий описывают в соответствующих руководствах и инструкциях по эксплуатации конкретных изделий.
Более качественное выполнение эксплуатационных мероприятий по обеспечению надежности изделий машиностроения обеспечивается результатами статистического исследования надежности этих изделий. При эксплуатации изделий большую роль играет накопленный опыт. Значительную часть опыта эксплуатации используют для решения частных организационно-технических мероприятий. Однако накопленные данные необходимо использовать не только для решения задач сегодняшнего дня, но и для создания будущих изделий с высокой надежностью.
Большое значение имеет правильная организация сбора сведений об отказах. Содержание мероприятий по сбору таких сведений определяется типом изделий и особенностями эксплуатации этих изделий. Возможными источниками статистической информации могут быть сведения, полученные по результатам различных видов испытаний и эксплуатации, которые оформляются периодически в виде отчетов о техническом состоянии и надежности изделий. Изучение особенностей их поведения дает возможность использовать накопленные данные для проектирования будущих изделий. Таким образом, сбор и обобщение данных об отказах изделий - одна из важнейших задач, на которую должно быть обращено особое внимание.
Эффективность эксплуатационных мероприятий во многом зависит от квалификации обслуживающего персонала. Однако влияние этого фактора неодинаково. Так, например, при выполнении в процессе обслуживания довольно простых операций влияние высокой квалификации работника сказывается мало, и наоборот, квалификация обслуживающего персонала играет большую роль при выполнении сложных операций, связанных с принятием субъективных решений (например, при регулировании элементов гидроприводов, настройке нажимных устройств, монтаже подшипников жидкостного трения и т.д.).
Для сложных технических систем в нормативно-технической документации устанавливают виды технических обслуживании (TO-1, TO-2. ) и ремонтов (текущий, средний, капитальный). На стадии эксплуатации изделий проявляются технико-экономические последствия низкой надежности, связанные с простоями техники и затратами на устранение отказов и приобретение запасных частей. С целью поддержания надежности изделий на заданном уровне в процессе эксплуатации необходимо проводить комплекс мероприятий, который может быть представлен в виде двух групп: мероприятия по соблюдению правил и режимов эксплуатации; мероприятия по восстановлению работоспособного состояния.
К первой группе мероприятий относятся обучение обслуживающего персонала, соблюдение требований эксплуатационной документации, последовательности и точности проводимых работ при техническом обслуживании, диагностический контроль параметров и наличие запасных частей, осуществление авторского надзора и т.п.
К основным мероприятиям второй группы относятся корректирование системы технического обслуживания, периодический контроль за состоянием изделия и определение средствами технического диагностирования остаточного ресурса и предельного состояния, внедрение современной технологии ремонта, анализ причин отказов и организация обратной связи с разработчиками и изготовителями изделий.
Некоторые изделия значительную часть времени эксплуатации находятся в состоянии хранения, т.е. не связаны с выполнением основных задач. Для таких изделий преобладающая часть отказов связана с коррозией, а также воздействием пыли, грязи, температуры и влаги. Для изделий, которые большую часть времени используются для выполнения соответствующей работы, преобладающая часть отказов связана с износом, усталостью или механическим повреждением деталей и узлов. В состоянии простоя интенсивность отказов элементов существенно меньше, чем в рабочем состоянии. Так, например, для электромеханического оборудования это соотношение соответствует 1:10, для механических элементов это соотношение составляет 1:30.
Необходимо отметить, что с усложнением техники и расширением областей ее использования возрастает роль этапа эксплуатации в суммарных затратах на создание и использование технических систем. Затраты на поддержание в работоспособном состоянии оборудования за счет технических обслуживании и ремонтов в несколько раз превышают стоимость новых изделий. Например, затраты на ТОиР металлургического оборудования за время его эксплуатации в 5 и более раз больше средств, потраченных на его приобретение.
Техническая политика предприятий должна быть направлена на снижение объемов и сроков проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту техники за счет повышения надежности и долговечности основных узлов. Для поддержания надежности машины в процессе эксплуатации на заданном уровне объем производства запасных частей должен составлять 25-30 % стоимости машин.
Классификация основных способов повышения работоспособности и долговечности деталей и узлов технологического оборудования приведена на рис. 5.2; к ним следует добавить мероприятия по повышению надежности при конструировании, изготовлении, сборке и монтаже.
Конструкторские мероприятия по повышению надежности можно условно разделить на следующие группы:
1) изменение конструкции, которое включает разъединение трущихся поверхностей, установление оптимальных зазоров, увеличение площади поверхности трения, улучшение контактов, равномерное распределение нагрузки и др.;
2) применение дополнительных устройств, таких как компенсаторы износа, фильтры, протекторы для защиты от пыли, съемники быстро изнашивающихся деталей, предохранители и др.;
3) улучшение характеристик материалов за счет применения высокопрочных материалов, антифрикционных материалов, упрочненных накладок, проката переменного сечения и др.;
4) улучшение смазки, в том числе обеспечение жидкостного трения, герметизация узлов трения, применение гидродинамической и аэрозольной смазки, автоматизация смазки и др.
Рисунок 5.2 – Классификация мероприятий по повышению эксплуатационной надежности технологического оборудования
Технологические мероприятия по повышению надежности можно условно разделить на следующие группы:
1) поверхностная пластическая деформация (наклеп), основными видами которой являются дробеструйная обработка, обкатка шариками и роликами, термомеханическая обработка, электромеханическое сглаживание и др.;
2) термическая обработка, в том числе поверхностная газовая закалка, закалка в электролите, закалка токами высокой частоты, упрочнение взрывом, цементация и др.;
3) химико-термическая обработка – азотирование, хромирование, цианирование, алитирование, никелирование и др.;
4) наплавка и напыление, к которым относятся газовая, электродуговая и электрошлаковая наплавка, газовая металлизация, плазменное напыление и др.;
5) гальваническое нанесение покрытий – цинкование, хромирование, никелирование, борирование, эмалирование, фосфатирование и др.
Организационные мероприятия по повышению надежности включают работы по уходу, профилактике, обслуживанию и ремонту: контроль состояния и режимов работы оборудования, планово-предупредительный ремонт, уход за поверхностями трения, обслуживание смазочных систем, повышение квалификации и ответственности рабочих и др.
Каковы методы увеличения надежности технологического оборудования?
При проектировании оборудования нужно применительно к условиям
Эксплуатации избирать конструкцию хороших форм и размеров ,
Требуемой механической прочности и плотности, выполненную по
Способности из стандартизованных и унифицированных узлов и деталей.
Большое значение имеет выбор конструкционных материалов с учётом
Критерий эксплуатации оборудования : давления , температуры, брутального воздействия среды и др.
Одним из методов увеличения надёжности является резервирование, т.е. введение в систему дополнительных (дублирующих) элементов , включаемых
Параллельно главным , что содействует творению систем, надёжность
Которых выше надёжности всех входящих в них частей .
Ремонт, состоящий в подмене и восстановлении отдельных долей оборудования и их регулировке, считается текущим. Ремонт, существляемый для возобновления исправности и ресурса работы объекта с заменой либо
возобновленьем любых его долей , включая главные и их регулировкой,
При проектировании оборудования устремляются к упрощению
кинематических схем , убавленью действующих в машинах динамических
нагрузок , применению средств охраны от перегрузок и т. д.
Использовать резервирование целесообразно лишь в том случае, когда
отсутствуют более обыкновенные методы увеличения надёжности технологического оборудования
Оценка эксплуатационной надежности оборудования и
методы повышения надежности объектов
Даже самые совершенные начальные характеристики оборудования – необходимые, но еще недостаточные условия его высокого качества. Они показывают, по существу, лишь его технические возможности. Любое оборудование должно быть надежным и безопасным в процессе эксплуатации.
Под надежностью оборудования понимается его комплексное свойство выполнять заданные функции, сохраняя свои основные эксплуатационные характеристики в установленных пределах. В это понятие входят безотказность, долговечность и ремонтопригодность. Показателями надежности являются вероятность безотказной работы оборудования, срок службы, наработка на отказ и т.д.
Снижение надежности оборудования может привести к постепенному нарушению технологического процесса – постепенному отказу – ухудшению качественных и количественных показателей системы. Безотказность, или свойство оборудования непрерывно сохранять работоспособность, оценивается по результатам анализа фактических параметров работы оборудования (производительности, температуры, давления, потребляемой мощности, расхода сырья и выхода целевого продукта с учетом его качественных показателей) между двумя последовательными ремонтами.
Нарушение технологического процесса или параметров работы оборудования как случайное событие в теории надежности рассматривается как отказ, т.е. потеря работоспособности соответственно процесса или оборудования. По причине нарушения параметров работы возможны два типа отказов оборудования: постепенные (износовые) и внезапные (катастрофические). Аварии (взрывы, пожары и т.п.) – результат внезапных отказов. Основная задача, связанная с повышением безопасности оборудования, заключается в регулировании, вплоть до полной ликвидации износовых отказов, и создании условий для проявления минимального числа внезапных отказов, их легкого и быстрого устранения.
Важным элементом, характеризующим надежность оборудования, является его ремонтопригодность – вероятность того, что работоспособность может быть восстановлена ремонтом. Показателями ремонтопригодности служат средняя продолжительность восстановления, система технического обслуживания, периодичность ремонтов, их трудоемкость. Своевременное и правильное установление степени износа и усталости металла оборудования и его элементов является важным условием предотвращения аварий и обеспечения безопасности.
Надежность оборудования рассчитывают и закладывают при проектировании, обеспечивают при изготовлении и поддерживают в условиях эксплуатации.
При проектировании оборудования необходимо применительно к условиям эксплуатации выбирать конструкцию оптимальных форм и размеров, требуемой механической прочности и герметичности, выполненную по возможности из стандартизованных и унифицированных узлов и деталей.
Большое значение имеет выбор конструкционных материалов с учетом условий эксплуатации оборудования: давления, температуры, агрессивного воздействия среды и др. При проектировании оборудования стремятся к упрощению кинематических схем, уменьшению действующих в машинах динамических нагрузок, применению средств защиты от перегрузок и т.д.
В процессе изготовления оборудования реализуются все основные пути создания этого оборудования надежным в определенных условиях эксплуатации. К ним относятся: получение заготовок высокого качества; качественное изготовление и сборка оборудования; повышение точности изготовления деталей, упрочняющая обработка материалов для обеспечения высокого сопротивления износу деталей в условиях эксплуатации и т.д.
В процессе эксплуатации надежность оборудования поддерживается строгим соблюдением заданных параметров рабочего режима, качественным обслуживанием и своевременным проведением профилактических работ по поддержанию работоспособности оборудования.
Одним из методов повышения надежности является резервирование, т.е. введение в систему добавочных (дублирующих) элементов, включаемых параллельно основным, что способствует созданию систем, надежность которых выше надежности любых входящих в них элементов. При выходе из строя одного из элементов дублер выполняет его функции и узел не прекращает своей работы. Наряду с достоинствами резервирование имеет и недостатки: оно усложняет оборудование, удорожает его обслуживание и поэтому не всегда экономически выгодно. Использовать резервирование целесообразно лишь в том случае, когда отсутствуют более простые способы повышения надежности технологического оборудования.
Для повышения надежности отдельных единиц оборудования и технологических систем в целом используются также техническая диагностика и техническое обслуживание.
Техническая диагностика объектов представляет собой техническую операцию получения и обработки информации о состоянии объектов во времени с целью обнаружения фактов существования отказов и установления причин возникновения или мест появления отказов. Для технического диагностирования объектов используются различные методы неразрушающего контроля: ультразвуковой, радиоскопический, магнитный, рентгеновский, позволяющие определить толщину стенок аппаратов и трубопроводов, выявить наличие межкристаллитной и другой коррозии в материале, контролировать толщину защитных покрытий. Измерением акустического шума и вибрации машин (вибродиагностика) можно установить величину износа деталей, ослабление болтов и других крепящих деталей, наличие локальных кавитационных эффектов при перемещении жидкостей и т.д.
Техническое обслуживание – это совокупность организационных и технических мероприятий, направленных на предупреждение отказов, обеспечение исправного состояния в процессе эксплуатации и готовности объектов к использованию. К основным задачам технического обслуживания относятся: предупреждение ускоренного износа и старения; поддержание основных технических характеристик элементов на заданном уровне; продление межремонтных сроков эксплуатации.
Техническое обслуживание позволяет поддерживать и восстанавливать требуемый уровень надежности объектов за счет организации периодических проверок состояния объектов, замены и ремонта некоторых элементов, регулировки параметров и устранения выявленных неисправностей. В объем технического обслуживания входят эксплуатационный уход и мелкий ремонт оборудования. Эксплуатационный уход – это чистка, регулярный наружный осмотр, смазка, проверка состояния масляных и охлаждающих систем, подшипников, наблюдение за состоянием крепежных деталей и соединений, проверка состояния заземления и др. Мелкий ремонт оборудования – устранение мелких дефектов, подтяжка крепежных деталей, частичная регулировка, замена предохранителей, прокладок, проверка общего состояния изоляции и др.
В соответствии с особенностями повреждений, выявленных в процессе технического обслуживания и износа составных частей оборудования с целью восстановления неисправностей и работоспособности объекта, осуществляются ремонтные работы. Ремонт, состоящий в замене и восстановлении отдельных частей оборудования и их регулировке, считается текущим. Ремонт, осуществляемый для восстановления исправности и ресурса работы объекта с заменой или восстановлением любых его частей, включая основные, и их регулировкой, называется капитальным.
Обеспечение герметичности технологического
оборудования
Под герметичностью понимают непроницаемость оболочки (корпуса) оборудования, отдельных ее элементов, их соединений для газов, паров, жидкостей и пылей.
Герметичность оборудования характеризуется количеством выходящих из аппарата (или засасываемых в него при вакууме) жидкости, паров или газов в единицу времени. Количественно герметичность принято определять степенью герметичности , представляющей собой процентное отношение конечного давления в аппарате (трубопроводе) к начальному в нем давлению, отнесенным к единице времени:
где Pк, Рн - конечное и начальное давление в аппарате; Тн, Тк - температура в начале и в конце испытания; - время испытания, ч.
Утечки зависят от характера и размеров неплотностей в оборудовании, пористости материала, разности давлений снаружи и внутри аппарата, величины удельных давлений, создаваемых на соприкасающихся поверхностях, физических свойств рабочей среды, способов соединения отдельных элементов оборудования.
Соединения между отдельными частями оборудования могут быть неподвижными и подвижными. Неподвижные соединения подразделяются на неразъемные и разъемные.
Неразъемные соединения осуществляются сваркой, реже пайкой, развальцовкой, чеканкой, применением специальных цементов и герметиков. Неразъемные соединения, особенно изготовленные сваркой, обладают высокой герметичностью, но не всегда их можно применить. Когда по условиям технологии требуется частая разборка аппаратуры и трубопроводов для чистки, проверки, замены, применяют фланцевые или резьбовые разъемные соединения.
3.1. Герметизация соединения элементов частей аппаратов и
трубопроводов
Для герметизации разъемных соединений применяют беспрокладочные уплотнения или уплотнения с прокладками. Силы упругой деформации используются в беспрокладочных соединениях с тщательно пришлифованными поверхностями. Сюда относятся линзовые уплотнения, используемые в аппаратах высокого давления (до 200 МПа), а также плоские, конические и сферические уплотнения седел и клапанов в запорной и регулировочной арматуре. Под действием осевых сил в месте касания двух поверхностей возникает поясок деформации материала, который и создает необходимое уплотнение.
Принцип действия разъемного соединения, уплотняемого прокладкой, основан на пластической деформации материала прокладки. Степень герметизации зависит от степени сжатия прокладки. Прокладки должны обладать хорошей деформируемостью, достаточной упругостью, быть устойчивыми при рабочих температуре и давлении, а также в коррозионной среде. Рекомендации по выбору материала прокладки в зависимости от условий эксплуатации представлены в табл.1.
Герметичность соединения возрастает с увеличением удельного давления на прокладку. Этим в значительной мере определяется выбор уплотнительной поверхности фланцев. Например, плоские фланцы с уплотнительными канавками используют в основном для соединения аппаратов и трубопроводов, работающих с нетоксичными и негорючими средами при давлениях до 2,5 МПа. При более высоких давлениях, а также при работе с ядовитыми и взрывопожароопасными веществами и вакууме применяют торцевые поверхности фланцев, по типу "выступ-впадина" или "шип-паз".
Для обеспечения требуемой герметичности аппаратов в местах выхода валов наиболее широкое применение нашли сальниковые, торцовые и лабиринтные уплотнения.
Таблица 1
Материалы уплотнительных прокладок
Материал | Рабочая среда | Давление, МПа | Температура, 0 С |
Сталь нержавеющая | Пищевые продукты | 20 | 200 |
Медь | Нефтепродукты, газы неагрессивные, вода, пар | 40 | 300 |
Свинец | Агрессивные среды | Без ограничения | 200 |
Паронит | Вода, пар, нефтепродукты, масла, щелочи, газы, спирт, серная кислота | 5 | 450 |
Резина | Вода, пищевые жидкости, неагрессивные масла | 2,5 | - 30 - +90 |
Фторопласт | Вода, воздух, щелочи, кислоты | 1 | - 195 - +260 |
Асбест | Растворители, нефтепродукты, кислоты, агрессивные газы | 3 | 450 |
Сальниковые уплотнения применяются на аппаратах, содержащих нейтральные, невзрывоопасные и нетоксичные среды с относительно невысокой температурой. Их используют также для уплотнения арматуры (вентилей, задвижек). Схема простейшего сальникового уплотнения показана на рис. 1.
Сальниковые набивки изготавливаются из легкодеформируемых материалов, обладающих при этом достаточной упругостью: пеньки, асбеста, резины, полиэтилена, фторопласта. Набивку из пеньки, асбеста и других волокнистых материалов пропитывают смазочными маслами, графитом, парафином. Выбор материала набивки определяется температурой и давлением в аппарате, свойствами герметизируемой среды /1/. Толщина слоя набивки S должна быть не менее 3-4 мм. Среднее значение определяется зависимостью
, (2)
Обслуживание сальниковых устройств заключается в их подтяжке, замене набивки для компенсации износа, в поддержании нормальной смазки набивки.
Для улучшения герметичности сальниковых уплотнений используют пружины (путем увеличения прижимной силы) или давление инертного газа. Но такие уплотнения сложны по устройству.
Преимуществами торцовых уплотнений являются высокая степень герметичности, небольшие потери мощности на трение (10-50% от мощности, потребляемой сальниковыми уплотнениями), способность работать в большом диапазоне давлений (от глубокого вакуума до 45 МПа) при температуре до 450 0 С и другие.
Вместе с тем торцовые уплотнения характеризуются высокой стоимостью, сложностью конструкции, трудоемкостью монтажа и ремонта, трудностью подбора материала для пар трения.
Появление лабиринтных бесконтактных уплотнений вызвано недостатками контактных (сальниковых, торцовых и др.) уплотнений: значительным износом трущихся частей, потерями энергии на трение, трудностями отвода тепла трения из зоны уплотнения, необходимостью постоянного наблюдения за состоянием уплотнений в процессе их эксплуатации. Некоторые из этих недостатков устраняются в лабиринтных уплотнениях (рис. 3).
Лабиринтные уплотнения применяют при больших скоростях вращения валов и высокой температуре среды, например в компрессорах, насосах, газодувках, турбинах. Недостатком лабиринтных уплотнений является утечка продукта при прекращении вращения вала, что ограничивает их применение для взрывоопасных и токсичных веществ. Этот недостаток может быть устранен комбинированием бесконтактных уплотнений с уплотнениями контактного типа.
В производствах, связанных с применением особо взрывоопасных или сильнодействующих ядовитых веществ, когда утечки продуктов должны быть полностью исключены, используют полностью герметизированные машины и аппараты, в которых предусмотрен бесконтактный метод передачи движения, например, с помощью экранированного электродвигателя (рис. 4).
На вал 1 насаживается ротор 4 асинхронного электродвигателя. Статор электродвигателя 2 отделяется от ротора 2 экраном 3 из немагнитного материала (аустенитовой стали, нихрома и др.). Экран 3 герметично прикрепляется к корпусу 5 насоса. Обмотка статора охлаждается маслом, находящимся в колпаке 6; масло в свою очередь охлаждается водой, пропускаемой через змеевик 7. Рабочее колесо 8 вращается под действием магнитного поля, передающего крутящий момент через экранированную гильзу. Таким образом, вращающийся вал не выходит из корпуса аппарата, и, следовательно, не требуются уплотнения.
Рис. 4. Схема бессальникового герметичного центробежного насоса:
3.2. Испытание оборудования на герметичность
Технологическое оборудование, в котором обращаются горючие, взрывоопасные или токсичные газы (или жидкости) под давлением, испытывают на герметичность в соответствии с действующими нормативными документами /2, 3/.
Пневматические испытания на герметичность заключаются в создании в аппарате или трубопроводе максимально разрешенного рабочего давления и контроля его падения в течение не менее 4 часов при периодической проверке и 24 часов для вновь устанавливаемых аппаратов. Потери давления рассчитывают по формуле (1). Вновь устанавливаемое оборудование считается выдержавшим испытание на герметичность, если падение давления в нем за 1 час не превышает 0,1% при пожаро-и взрывоопасных средах. В оборудовании, подвергающемся повторному испытанию, допускается падение давления до 0,5% в час.
Порядок подготовки и проведения испытаний трубопроводов не отличается от принятого для технологического оборудования. При этом цеховые трубопроводы испытывают совместно с оборудованием цеха. При испытании цеховых и межцеховых трубопроводов для разных сред допускается следующее падение давления ( в % от испытательного):
где Dвн. - внутренний диаметр испытуемого газопровода, мм.
Если потери давления при испытании превышают нормы, то необходимо найти место утечки. Для этого используют специальные приборы (течеискатели) или обмазывают швы, сальники, арматуру и разъемные соединения мыльным раствором.
После обнаружения мест утечек давление должно быть полностью снято и причины пропусков устранены. Устранение дефектов и подтяжка крепежных соединений, а также обстукивание корпуса оборудования, находящегося под давлением, не допускаются. После устранения дефектов испытания на герметичность проводят повторно.
Читайте также: