Управление отказами оборудования начинается с понимания причин их возникновения. Проследить динамику указанных процессов позволяет рассмотрение жизненного цикла оборудования.

Жизненный цикл – период времени от начала проектирования машины и (или) оборудования до завершения утилизации, включающий взаимосвязанные стадии (проектирование, изготовление, хранение, монтаж, наладка, эксплуатация, в том числе модернизация, ремонт, техническое и сервисное обслуживание).

ТР ТС 010/2011. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности машин и оборудования»

В зависимости от контекста допустимы различные подходы к выделению этапов жизненного цикла оборудования [1, п. 2.9], поэтому при рассмотрении причин возникновения и порядка реализации отказов предлагается следующая их последовательность:

  1. Проектирование (в том числе исследовательские работы, конструирование).
  2. Изготовление (в том числе сборка, испытания).
  3. Транспортирование и хранение.
  4. Ввод в эксплуатацию (монтаж, наладка).
  5. Эксплуатация (в том числе техническое обслуживание, ремонт, модернизация, реконструкция).
  6. Вывод из эксплуатации (демонтаж, утилизация).

Каждый из выделенных этапов характеризуется особой спецификой возникающих и реализующихся на нем процессов, приводящих к отказам.

1. Проектирование

На стадии проектирования закладываются конструктивные недостатки (неудачное конструкторское решение, ошибки при расчете сил и напряжений, в том числе вследствие отсутствия учета динамической составляющей воздействующих нагрузок, неверный выбор материала, низкая ремонтопригодность и так далее). Эти недостатки определяют предельное ограничение, верхнюю границу надежности оборудования данной модели.

Надежность – свойство объекта сохранять во времени способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования (п. 3.1.5).

ГОСТ 27.002-2015. Надежность в технике. Термины и определения

В настоящее время, когда накоплен значительный опыт проектно-конструкторской деятельности, эксплуатации оборудования, применяются современные средства автоматизированного проектирования, появление таких недостатков кажется маловероятным, тем не менее, это имеет место. Неудачный выбор подшипников, систем смазки и уплотнения, отсутствие учета температурных условий эксплуатации – далеко не полный перечень конструктивных недостатков, с которыми приходится сталкиваться в практической деятельности (см., например, рис. 1).

Рисунок 1 – Разрушение корпусов вследствие ошибок в конструкции систем смазки [2]:
а) двигателя
б) бустерного насоса

С развитием науки и техники расширяются возможности по проектированию и изготовлению более совершенного оборудования, меняются подходы и технологии технического обслуживания и ремонта. Это обуславливает процесс морального старения уже созданного оборудования. Вчерашние новаторские решения сегодня становятся конструктивными ограничениями (недостатками). Указанное весьма актуально для отечественной промышленности, где в ряде отраслей продолжается эксплуатация оборудования, наработка которого превышает 10, 20, 50 и более лет. Следует понимать, что проектные ограничения становятся тем верхним пределом в управлении отказами оборудования, преодолеть который можно только посредством модернизации, реконструкции или замены оборудования.

Модернизация – метод совершенствования объекта, в результате которого улучшаются его эксплуатационные свойства (ресурс, надежность и прочие).

Реконструкция – метод совершенствования оборудования, в результате которого изменяются его технологические параметры (производительность, мощность и прочие).

Словарь терминов и определений [Электронный ресурс] // Ассоциация эффективного управления производственными активами (Ассоциация EAM). – Режим доступа: https://eam.su/slovar-terminov-i-opredelenij.html

В ряде случаев конструктивные недостатки выявляются неудовлетворительными технологическими показателями и отказами на этапе испытаний или опытной эксплуатации, однако не всегда моделируется достаточный диапазон возможных условий дальнейшей работы оборудования. В связи с этим отдельные недостатки проявляют себя только в процессе эксплуатации. Чаще всего они приводят к периодическим отказам, относительно равномерно распределенным в течение периода эксплуатации оборудования.

2. Изготовление

Надежность оборудования не превышает верхний предел, заложенный на стадии проектирования, однако может оказаться значительно ниже вследствие недостаточного качества изготовления деталей и их последующей сборки. Именно на этой стадии закладываются дефекты, которые проявляют себя с началом эксплуатации и развиваются вплоть до отказа оборудования. Иногда их можно выявить уже в первые часы, дни, месяцы эксплуатации. Однако встречаются и исключения, что может быть обусловлено, например, низкой интенсивностью эксплуатации оборудования, значительными коэффициентами запаса, которые были заложены при проектировании, что особенно характерно для отечественного оборудования ХХ века (рис. 2), или другими причинами.

Рисунок 2 – Разрушение шевронного валка клети прокатного стана вследствие низкой эксплуатационной стойкости, что обусловлено несоответствием марки стали, значительной химической неоднородностью материала и отсутствием термообработки [3]

Диапазон дефектов указанной категории, встречающихся в практике, предельно широк – начиная от обусловленных микроструктурой материала детали и заканчивая присутствием посторонних предметов в уже собранном изделии. Из наиболее распространенных – дефекты литья, сварки, микротрещины, отсутствие или некачественная термообработка, несоблюдение допусков и посадок, отклонения от проектного взаимного положения деталей, повреждения при сборке, а также ряд других.

Дефект – каждое отдельное несоответствие объекта требованиям, установленным документацией (п. 3.4.2).

ГОСТ 27.002-2015. Надежность в технике. Термины и определения

На стадии эксплуатации подобные дефекты часто имеют тенденцию прогрессировать по мере изнашивания, увеличения нагружения или ухудшения условий окружающей среды. Повлиять на них путем технического обслуживания практически невозможно, требуется замена некачественной детали или узла, однако последнее на практике происходит зачастую уже по факту отказа оборудования.

Для предприятия-заказчика сократить вероятность и минимизировать потери вследствие отказов, обусловленных дефектами стадии изготовления, позволяют такие механизмы, как входной контроль, приемочные испытания, сервисное (гарантийное) обслуживание, работа с поставщиками.

3. Транспортирование и хранение

Нарушение требований к транспортированию и хранению оборудования приводит к возникновению дефектов, динамика проявления которых в целом аналогична предыдущей стадии. Необходимость выделения этой стадии в качестве самостоятельной обусловлена более широким составом сторон, вовлеченных в процесс предупреждения возникновения дефектов.

Транспортирование может осуществлять как поставщик, так и заказчик оборудования или третья сторона согласно договору. В качестве механизмов профилактики отказов, обусловленных дефектами, которые возникли при транспортировании, следует указать договорную работу, подразумевающую четкое определение обязанностей и разграничение ответственности по обеспечению выполнения требований к транспортированию, а также совместный контроль выполнения указанных требований представителями заинтересованных сторон.

Хранение может не осуществляться или осуществляться на складе поставщика либо заказчика. Здесь, как правило, ответственность возлагается на собственника оборудования в части обеспечения внутренних условий хранения (консервация, упаковка и так далее) и на владельца склада в части обеспечения внешних условий хранения (сохранность, температурный режим, влажность и другие).

4. Ввод в эксплуатацию

Монтаж и наладка осуществляются на финальной доэксплуатационной стадии жизненного цикла оборудования – стадии ввода в эксплуатацию. Ошибки монтажа и наладки, которые не были выявлены и устранены в ходе пусконаладочных работ, преимущественно проявляются на начальном этапе эксплуатации – сразу в случае существенных отклонений либо на протяжении одного-двух месяцев после начала эксплуатации. Чаще всего они поддаются устранению в рамках технического обслуживания оборудования (например, путем приведения в проектное положение, затяжки резьбовых соединений и так далее).

Для минимизации вероятности возникновения указанных ошибок рекомендуется убедиться в достаточной квалификации исполнителя работ, наличии у него необходимых инструментов и средств механизации, оборудования для эффективного выполнения монтажа и наладки, обеспечить исполнителя необходимой технической документацией, наладить взаимодействие с персоналом заказчика, подготовить место работы, организовать требуемое материально-техническое снабжение, осуществлять мониторинг хода работ.

Ввод оборудования в эксплуатацию рекомендуется завершать составлением соответствующего акта по результатам пуска комиссионно с участием профильных специалистов и ответственных представителей заинтересованных сторон. Окончательную приемку оборудования целесообразно осуществлять по истечении некоторого времени (в зависимости от интенсивности эксплуатации оборудования), которое позволит проявиться ошибкам монтажа и наладки.

Перечень ссылок

  1. ГОСТ Р 55.0.00-2014. Управление активами. Национальная система стандартов. Основные положения [Текст]. – М.: Стандартинформ, 2015. – 5 с.
  2. Сидоров В.А.Нарушение смазывания как причина отказов подшипников качения [Электронный ресурс] // Ассоциация эффективного управления производственными активами (Ассоциация EAM). – Режим доступа: https://eam.su/narushenie-smazyvaniya-kak-prichina-otkazov-podshipnikov-kacheniya.html
  3. Сидоров А.В. Разрушение шевронного валка шестеренной клети черновой линии сортопрокатного стана [Электронный ресурс] // Ассоциация эффективного управления производственными активами (Ассоциация EAM). – Режим доступа: https://eam.su/razrushenie-shevronnogo-valka-shesteryonnoj-kleti-chernovoj-linii-sortoprokatnogo-stana.html
Материал предоставили СИДОРОВ Александр Владимирович, СИДОРОВ Владимир Анатольевич.

Больше информации по указанной теме можно найти в книге «Управление отказами оборудования», подготовленной под эгидой Ассоциации эффективного управления производственными активами (Ассоциации EAM). Первая часть издания доступна здесь.

Сидоров А.В., Сидоров В.А. Управление отказами оборудования. Часть I: Расследование и учет

0 0 голос
Рейтинг статьи