Е. А. Богданов Основы технической
ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА
жүктеу/скачать 6.94 Mb.
|
| 12. ОЦЕНКА ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ОБОРУДОВАНИЯ
12.1. Методология оценки остаточного ресурса Наряду с установлением технического состояния оборудования второй важнейшей задачей диагностики является определение (прогнозирование) остаточного ресурса. Принципиальные положения методологии определения остаточного ресурса изложены в РД 09-102-95 «Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, подконтрольных Госгортехнадзору России». В качестве базовой концепции предлагается подход, основанный на принципе безопасной эксплуатации по техническому состоянию, согласно которому оценка технического состояния объекта осуществляется по параметрам технического состояния, обеспечивающим его надежную и безопасную эксплуатацию, а остаточный ресурс устанавливается по определяющим параметрам технического состояния. В качестве определяющих параметров технического состояния принимаются параметры, изменение которых (в отдельности или в некоторой совокупности) может привести объект в неработоспособное или предельное состояние. В общем случае математическое ожидание остаточного ресурса по времени t определяется двумя составляющими: регулярной у(t) и случайной z(t) Регулярная составляющая у(t) отражает детерминированную основу процесса и является преобладающей. Для описания регулярной составляющей в зависимости от вида определяющих параметров принимаются различные аппроксимирующие функции: линейная, степенная, экспоненциальная и др. Случайная составляющая z(t) обусловливает дисперсию математического ожидания Т(t) и определяется статистическими вероятностными законами распределения параметров, влияющих на величину Т. В большинстве случаев определение z(t) представляет значительные трудности. В тех случаях, когда определяющие параметры удается оценить в детерминированных значениях (однозначно), гарантированный остаточный ресурс определяется по минимальным (либо максимальным) значениям установленных при диагностировании оборудования параметров. Для крупных объектов, когда оценку технического состояния обычно осуществляют по результатам выборочного контроля параметров, имеющих некоторый естественный разброс, при прогнозировании остаточного ресурса используют вероятностные показатели. Основным показателем остаточного ресурса, прогнозируемого по результатам выборочного контроля, является гамма-процентный ресурс, задаваемый двумя численными значениями: наработкой и выраженной в процентах вероятностью того, что в течение этой наработки предельное состояние не будет достигнуто. Важным показателем является также средний ресурс, представляющий собой наиболее вероятное (ожидаемое) значение ресурса объекта, по которому можно планировать затраты на ремонт или замену. Гамма-процентный ресурс определяет минимальное значение ресурса, которое способен отработать объект при обеспечении нормативных запасов прочности с доверительной вероятностью у, достаточно близкой к единице. При этом остается некоторая вероятность (1 - у) выхода контролируемых параметров за пределы нормативных значений. Выбор вероятности должен осуществляться в зависимости от назначения и степени ответственности объекта (для ответственных у = 90...95 %). Если переход в предельное состояние (ресурсный отказ) связан с опасностью для жизни и здоровья людей или тяжелыми экологическими последствиями (при отсутствии непрерывного контроля за техническим состоянием), то устанавливают так называемый назначенный ресурс, который принимается заведомо меньше расчетного ресурса. Кроме того, по РД 09-102-95 ресурс считается назначенным, если при установлении остаточного ресурса не определялась его вероятность. На основании данных по оценке технического состояния и остаточного ресурса специализированной организацией, проводившей техническое диагностирование и оценку остаточного ресурса объекта, принимается решение о его дальнейшей судьбе: продолжение эксплуатации при паспортных параметрах после выполнения необходимого ремонта; дальнейшая эксплуатация на пониженных рабочих параметрах; прекращение эксплуатации объекта и его списание. Для оценки (прогнозирования) остаточного ресурса могут быть использованы следующие основные методы: математическое моделирование деградационных процессов и на этой основе расчет предполагаемого ресурса до достижения определяющими параметрами их предельного значения; графическая или аналитическая экстраполяция трендов определяющих параметров при наличии сведений об их величине за предыдущий период (трендом параметров называют тенденцию их изменения, а графическое или аналитическое продолжение тренда в будущее время - экстраполяцией); анализ статистических данных об отказах и ресурсах аналогич ных объектов, эксплуатируемых в тех же или похожих условиях. При наличии большого числа наблюдений последний метод позволяет определить гамма-процентный ресурс по кривой распределения ресурсного показателя и является наименее трудоемким. В экстраполяционных методах на базе трендирования, нашедших наибольшее распространение, ожидаемый ресурс объекта устанавливается достижением определяющими параметрами предельной величины. Оценка вероятности исчерпания остаточного ресурса при этом возможна, но, как правило, представляет большие трудности и производится только тогда, когда известен закон распределения определяющего параметра. Применение экстраполяционных методов позволяет эффективно прогнозировать остаточный ресурс, если контроль параметров технического состояния объекта осуществлялся в течение длительного времени. Эти методы с использованием результатов вибродиагностики являются основными для роторных машин, в первую очередь для ГПА большой единичной мощности, компрессоров и др. Прогнозируемая величина остаточного ресурса при этом определяется с учетом доверительных границ, обусловленных погрешностями методики измерений (см, например, РД 153-39.4Р-124-02). Критерии перехода оборудования в предельное состояние определяются типом оборудования и условиями его эксплуатации. Так, для оборудования, работающего при повышенных температурах, основным критерием работоспособности является длительная прочность. Параметром, определяющим остаточный ресурс оборудования, при этом является степень структурных повреждений материала, определяемая в результате металлографических исследований. Дня сосудов, аппаратов и трубопроводов нефтегазовой промышленности основными критериями перехода в предельное состояние являются: статическая или циклическая прочность; устойчивость несущих металлоконструкций; нарушение герметичности. Определяющими параметрами в зависимости от критерия предельного состояния и доминирующего механизма повреждения являются: глубина и площадь поверхностного разрушения (износа, эрозии, поверхностной или язвенной коррозии); напряженное состояние материала и его механические характеристики; состояние изоляции; величина переходного сопротивления изоляции; величина и характер прилагаемых нагрузок и др. Разработанные в настоящее время методики оценки остаточного ресурса по различным определяющим параметрам приведены в специальной технической литературе и нормативно-технических документах. Расчетное значение остаточного ресурса используют не только для назначения срока службы оборудования до перехода его в неработоспособное или предельное состояние, но и для установления последующей периодичности технического диагностирования и разработки компенсирующих мероприятий с целью снижения скорости развития доминирующих механизмов повреждений в процессе дальнейшей эксплуатации. Вместе с тем следует отметить, что в настоящее время из-за недостаточности научных данных остаточный ресурс не может быть определен с требуемой достоверностью в целом ряде случаев: например, при развитии коррозийного растрескивания под напряжением, зернограничного и водородного охрупчивания и т. п. Наиболее часто применяемые методики оценки остаточного ресурса рассмотрены ниже. жүктеу/скачать 6.94 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|