Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


НАДЁЖНОСТЬ

НАДЁЖНОСТЬ х и м и ч е с к и х п р о и з в о д с т в, св-во этих объектов выполнять требуемые ф-ции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатац. показателей (технол. параметры процессов, производительность, качество продукции, уд. расходы материальных ресурсов и др.). Любое нарушение этих ф-ций приводит к потенциальной возможности аварий и получению некондиционной продукции, что особенно опасно для крупнотоннажных произ-в.

Основные понятия. Надёжность как комплексное св-во объекта в зависимости от целей его функционирования и условий эксплуатации характеризуется определенной совокупностью понятий и св-в, главными из к-рых являются работоспособность, отказ, безотказность и ремонтопригодность.

Р а б о т о с п о с о б н о с т ь-состояние объекта, при к-ром он может выполнять в данный момент времени заданные ф-ции, сохраняя значения осн. параметров в требуемых пределах. Напр., в работоспособном состоянии колонны синтеза в произ-ве карбамида достигается заданная степень превращения СО2 (не ниже 0,67), обеспечиваются безопасные условия труда для обслуживающего персонала и уровень загрязнения окружающей среды не превышает установленных норм.

О т к а з заключается в нарушении или утрате работоспособности объекта. Напр., при отказе хим. реактора качество продукта перестает отвечать требуемым нормам. Такой отказ м.б. вызван разными причинами: нарушениями температурного режима, отравлением катализатора, мех. повреждениями и т.д. Как правило, отказы аппаратуры требуют аварийного останова произ-ва с послед, выполне-нием определенного объема ремонтных работ. Одно из ср-в предупреждения отказов оборудования-профилактич. осмотры и ремонты.

Б е з о т к а з н о с т ь-св-во объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение нек-рого времени или для наработки определенного кол-ва продукта.

Р е м о н т о п р и г о д н о с т ь-св-во объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и отысканию причин возникновения его отказов, а также в способности восстановления утраченной при этом работоспособности. Последняя обычно ограничена во времени, поэтому для нормальной эксплуатации хим. произ-в характерны плановые остановы с целью выполнения профилактич. и восстановит. ремонтных работ.

Нормальное функционирование хим. произ-в обеспечивается совокупностью научно-техн. и организац. мероприятий, направленных на достижение заданных показателей надёжности при проектировании, сооружении и эксплуатации объектов.

Общая характеристика отказов. Конкретные физ.-хим., технол., мех. и др. изменения и повреждения, возникающие в объектах и окружающей среде после отказа, приводят к разл. последствиям. Особо тяжелые последствия отказов -аварии, сопровождающиеся взрывами, пожарами и выбросами вредных в-в. По причинам возникновения различают отказы проектно-конструкторские (доля в общем числе отказов 40-50%), производственно-изготовительные (30-40%) и эксплуатационно-технологические (15-25%).

П р о е к т н о-к о н с т р у к т о р с к и е о т к а з ы обусловлены несовершенством организации проектирования процессов и произ-в и конструирования оборудования, включая нарушения установленных правил и норм, а также ошибками разработчиков.

П р о и з в о д с т в е н н о-и з г о т о в и т е л ь н ы е о т к а з ы обусловлены нарушениями или несовершенством технол. процессов изготовления, сборки, монтажа оборудования, а также низким качеством выполнения пусконаладочных работ.

Э к с п л у а т а ц и о н н о-т е х н о л о г и ч е с к и е о т к а з ы подразделяют на технол., мех., организационно-техн., а также отказы, обусловленные нарушениями в работе систем контроля и автоматики, ошибками обслуживающего персонала и воздействием окружающей среды.

Технол. отказы возникают из-за нарушений параметров технол. режимов, вызываемых неисправностью осн. оборудования, нарушениями регламента произ-ва (из-за отказа ср-в контроля и автоматики и ошибок персонала), изменениями состава и качества перерабатываемого сырья, а также из-за сопровождаемых процессы нежелат. явлений, напр. старения катализатора, образования отложений. Мех. отказы вызваны неисправностями аппаратов и машин, их деталей и узлов, обусловленными дефектами изготовления, загрязнениями и износом, а также нарушениями динамич. режимов работы и неравномерным распределением силовых нагрузок в оборудовании. Организационно-техн. отказы возникают из-за нарушений в подаче сырья, электроэнергии, теплоносителей и хладагентов, отсутствия места на складах или транспортных ср-в для отгрузки продукции и др.

Отказы, возникающие из-за нарушения в работе систем контроля и автоматики, обусловлены техн. неисправностями, несовершенством выбранной принципиальной схемы управления и техн. ср-в ее реализации, ошибками в алго-ритмич. и программном обеспечении. Ошибки обслуживающего персонала м.б. причинами самых разл. отказов процессов и произ-в, включая аварии. Источники ошибок: недостаточный уровень профессиональных знаний и навыков, некачеств. оборудование рабочих мест операторов, усталость, нарушения технол. и трудовой дисциплины. Возможные также причины отказов-экстремальные прир. явления (землетрясения, грозы и т.д.), влияние к-рых необходимо учитывать при выборе мест стр-ва и проектировании хим. произ-в.

О б н а р у ж е н и е о т к а з о в. Для этого нужно определить признаки их проявления. Последние представляют собой любые сигналы, свидетельствующие об отклонениях от установленных режимных значений давлений, т-р, расходов и концентраций реагентов; о снижении выпуска и изменении качества продукции; о нарушениях в работе оборудования, напр. о постороннем шуме или стуке (гидравлич. и мех. удары, вибрация); о коррозии деталей и узлов и их разрушении, сопровождающихся утечками жидкостей либо газов из аппаратов и трубопроводов, и т.п. Совокупность разл. определяющих признаков составляет критерий обнаружения отказа объекта. Знание и правильный выбор критериев позволяет своевременно обнаружить любые отказы.

О т к а з ы к а к с л у ч а й н ы е с о б ы т и я классифицируют по изменению осн. параметров объектов до момента возникновения (внезапные и постепенные отказы); по причинно-следственным взаимосвязям между собой (первичные и вторичные отказы); по изменению вероятности появления (независимые и зависимые отказы); по возможности послед. использования объектов после возникновения (частичные и полные отказы) и др.

Внезапный отказ характеризуется мгновенным (напр., образование трещин в футеровке аппаратов, разрывы трубопроводов, пропуски в сварных швах), а постепенный отказ -медленным (напр., образование отложений на стенках теплообменников, старение катализатора, коррозия оборудования) изменением одного или неск. заданных параметров объекта.

Первичный отказ обусловлен любыми независимыми физ.-хим., технол., структурно- и организационно-техн. причинами, кроме воздействия др. отказов. Вторичный (результирующий) отказ возникает вследствие к.-л. первичного отказа. Так, вторичный технол. отказ конденсатора NH3 в произ-ве карбамида обусловлен забиванием тепло-обменных трубок кристаллами карбонатов аммония, к-рые образуются в результате первичного отказа промывной колонны, проявляющегося в неполном поглощении СО2 из-за нарушения режима орошения жидким аммиаком.

Частичный отказ хим. произ-ва характеризуется уменьшением его заданной мощности или снижением требуемого качества продукции, полный-прекращением ее выпуска. Для хим. произ-в наиб. типичны частичные отказы, напр. ухудшение качества помола сырья из-за частичного разрушения рабочих органов в мельницах.

Показатели (оценки) надёжности произ-в м.б. размерными или безразмерными величинами и зависят от показателей надёжности составляющих эти произ-ва хим.-технол. процессов. Для мат. определения показателей надёжности рассматривают процесс возникновения отказов во времени-поток отказов, а также учитывают интервалы работоспособности и периоды восстановления работоспособности объекта между отказами.

Осн. показатели надёжности: p(t)-веpоятность безотказной работы (определяет вероятность того, что за время t в системе не произойдет ни одного отказа); Q(t)~ вероятность отказа за время t; l(t)-интенсивность отказов (доля оборудования, выходящего из строя в единицу времени); f(t)-плотность, или частота распределения, отказов во времени. Теоретич. соотношения между этими показателями приведены в таблице. С использованием этих показателей можно вычислять и др. важные характеристики надёжности, напр. средняя наработка на отказ (среднее время безотказной работы) определяется по ф-ле

3033-1.jpg

ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ

3033-2.jpg

Математические модели, используемые для расчета и оптимизации показателей надёжности процессов и произ-в, подразделяют на символические и топологические.

С и м в о л и ч е с к а я  м о д е л ь надёжности-совокупность нек-рых функцион. соотношений, определяющих зависимость показателей надёжности произ-ва в целом от показателей надёжности отдельных аппаратов, параметров их эксплуатации и обслуживания. В соответствии с видом применяемых мат. операторов (ф-ций) выделяют символич. модели надёжности разных классов: системы вероятностно-дифференц. и вероятностно-интегральных ур-ний; матричные, логико-вероятностные и логико-статистические. Два последних класса моделей наиб, широко используют для расчета показателей надёжности процессов и произ-в.

Т о п о л о г и ч е с к а я  м о д е л ь (г р а ф) надёжности-графич. отображение влияния показателей надёжности отдельных единиц оборудования на работоспособность хим. произ-ва в целом. С помощью таких моделей можно определять показатели надёжности произ-ва с учетом особенностей эксплуатации и техн. обслуживания аппаратуры. Среди топологич. моделей выделяют блок-схемы надёжности, деревья отказов, параметрич. и сигнальные графы и т.д. (см. также Графов теория).

Способы обеспечения и повышения надёжности. К этим способам относятся резервирование, техн. диагностика и техн. обслуживание.

Р е з е р в и р о в а н и е (структурное, временное, нагрузочное) реализуется созданием в объекте нек-рой избыточности, т. е. введением в его состав дополнит. устройств, узлов и связей по сравнению с минимально необходимым для выполнения заданных ф-ций. Напр., при структурном резервировании дублируется часть оборудования, и в случае отказа к.-л. узла его ф-ции начинает осуществлять резервный элемент. При временном резервировании на выполнение определенных операций предусматривается избыточное время, к-рое и используется в случае необходимости для обеспечения объектом общей программы работы. Нагрузочное резервирование заранее предусматривает возможность функционирования объекта при повышенных нагрузках.

Т е х н и ч е с к а я д и а г н о с т и к а-совокупность мероприятий и техн. ср-в для получения и обработки информации о состоянии объекта с целью контроля его работоспособности, обнаружения и установления причин возникновения или мест появления отказов. Этот способ позволяет повысить работоспособность хим. произ-в в результате сокращения времени поиска отказавшего оборудования и времени устранения отказов.

Т е х н и ч е с к о е о б с л у ж и в а н и е-совокупность организа-ционно-техн. мероприятий по предупреждению и устранению последствий ускоренного износа и старения объектов, поддержанию их осн. техн. характеристик на заданном уровне; продлению межремонтных сроков эксплуатации хим.-технол. оборудования путем проведения его профи-лактич., текущего и капитального ремонтов.

Для организации и практич. реализации работ по обеспечению и повышению надёжности разных техн. объектов, включая хим.-технологические, в СССР создан межотраслевой науч-но-техн. комплекс "Надежность".

Лит.: Обеспечение и методы оптимизации надежности химических и нефте-перерабатывающих производств, М., 1987. В. В. Кафаров, В. П. Мешалкин.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн