Временные понятия

Классификация отказов

Классификация состояний. Понятие отказа

Объекты подразделяют на невосстанавливаемые, которые не могут быть восстановлены потребителем и подлежат замене (например, электрические лампочки, подшипники, резисторы и т.д.), и восстанавливаемые, которые могут быть восстановлены потребителем (например, телевизор, автомобиль, трактор, станок и т.д.).

Надежность объекта характеризуется следующими состояниями: исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное.

Исправное состояние –такое состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Исправное изделие обязательно работоспособно.

Неисправное состояние –такое состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Различают неисправности, не приводящие к отказам, и неисправности, приводящие к отказам. Например, повреждение окраски автомобиля означает его неисправное состояние, но такой автомобиль работоспособен.

Работоспособным состоянием называют такое состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, соответствующие требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Неработоспособное изделие является одновременно неисправным.

Рис. 1.1 Схема состояний и событий

Восстановление как перевод объекта из неработоспособного в работоспособное состояние включает в себя идентификацию отказа (определение его места и характера), наладку или замену отказавшего элемента, регулирование и контроль технического состояния элементов объекта и заключительную операцию контроля работоспособности объекта в целом. Таким образом, восстанавливаемость – это совокупность свойств ремонтопригодности элементов и мероприятий по обслуживанию, которые приводят отказавшую систему в работоспособное состояние.

Восстанавливаемый объект – объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Ремонтируемый объект – объект, для которого проведение ремонтов предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Для неремонтируемого объекта ремонты не предусматриваются.

Обслуживаемый объект – объект, для которого проведение технического обслуживания предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации. Для необслуживаемого объекта техническое обслуживание не предусматривается.

Невосстанавливаемый объект достигает предельного состояния при возникновении отказа или при достижении заранее установленного (нормативного) предельно допустимого значения срока службы или суммарной наработки.

Для восстанавливаемых объектов предельное состояние системы (элемента) характеризуется невозможностью дальнейшей эксплуатации системы (элемента) либо:

– по техническим причинам (износ и/или старение);

– по экономическим причинам (резкое возрастание эксплуатационных затрат и снижение эффективности производства);

– по требованиям безопасности эксплуатации системы в целом или отдельных ее элементов.

Жизненным циклом объекта (изделия) будем называть его эксплуатацию до предельного состояния.

Предельное состояние объекта – состояние, при котором его дальнейшая эксплуатация либо восстановление работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Признаки (критерии) предельного состояния устанавливаются нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документацией на данный объект.

Важными понятиями в теории надежности и практике эксплуатации ТС являются повреждения и отказы.

Отказ – это случайноесобытие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Отказы объектов ТС могут быть разных видов и классифицируются по различным признакам.

Повреждением называется событие, заключающееся в нарушении исправности ТС или ее составных частей из-за влияния внешних условий, превышающих уровни, установленные НТД.

Повреждение может быть существенным и явиться причиной отказа и несущественным, при котором работоспособность ТС сохраняется. Применительно к отказу и повреждению рассматривают критерий, причину, признаки проявления, характер и последствия

Критерием отказа являются признаки выхода хотя бы одного заданного параметра за установленный допуск. Критерии отказа должны указываться в НТД на объект.

Причинами отказа могут быть просчеты, допущенные при конструировании, дефекты производства, нарушения правил и норм эксплуатации, повреждения, а также естественные процессы изнашивания и старения.

Для обнаружения отказа любого объекта необходимо установить признаки проявления и характер фактического существования отказа.

Признаки отказа или повреждения проявляют непосредственные или косвенные воздействия на органы чувств наблюдателя (оператора) явлений, характерных для неработоспособного состояния объекта, или процессов с ними связанных. Например, возникновение определенных шумов (стука) при работе машин, утечка газов или жидкостей из аппаратов, трубопроводов, машин; изменения установленных технологическим регламентом значений давлений, температур, расхода и концентрации веществ; рост гидравлического и теплового сопротивления; снижение выпуска и качества продукции и т.п.

Характер отказа или повреждения определяют конкретные физико-химические, технологические, механические и другие фактические изменения в объекте, связанные с возникновением отказа (повреждения).

К последствиям отказа или повреждения относятся явления и события, возникшие после отказа или повреждения и в непосредственной причинной связи с ним.

Факт возникновения отказа устанавливается согласно некоторому отличительному признаку или совокупности признаков неработоспособного состояния объекта, называемых критерием отказа. Понятие отказа является содержательным, поскольку позволяет вводить численные характеристики надежности.

Отказы по характеру возникновения подразделяют на случайные и неслучайные (систематические).

Случайные отказы вызваны непредусмотренными нагрузками, скрытыми дефектами материалов, погрешностями изготовления, ошибками обслуживающего персонала.

Неслучайные отказы –это закономерные явления, вызывающие постепенное накопление повреждений, связанные с влиянием среды, времени, температуры, облучения и т. п.

В зависимости от возможности прогнозировать момент наступления отказа все отказы подразделяют на внезапные (поломки, заедания, отключения) и постепенные (износ, старение, коррозия).

По причинам возникновения отказы классифицируют на конструктивные (вызванные недостатками конструкции), производственные (вызванные нарушениями технологии изготовления) и эксплуатационные (вызванные неправильной эксплуатацией).

Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением значений одного или нескольких параметров объекта. Постепенный отказ возникает в результате постепенного изменения этих параметров, накопления повреждений за некоторое время.

Внезапные отказы технологических элементов характеризуются тем свойством, что обычно отсутствуют видимые признаки их приближения, т. е. непосредственно перед отказом обычно не обнаруживаются количественные изменения характеристик элемента; они являются следствием случайных процессов неконтролируемого изменения каких-либо параметров элементов (считаются случайными событиями), их наступление не может быть предсказано предварительным контролем или диагностированием. Последнее обусловлено тем, что либо вообще не существует надежных методов диагностирования, либо такое Лабораторное оборудование дорого и может быть установлено не на всех аппаратах.

Для оборудования, не имеющего вращающихся частей, внезапные отказы обусловлены нарушением его герметичности вследствие трещин, локальных сквозных разрушений оболочек, сварных и разъемных соединений и т. п.

К внезапным отказам в химической технологии относятся также отказы аварийных систем безопасности, блокировок и других средств автоматического управления процессом. Наибольшую опасность представляют внезапные отказы в работе средств регулирования заданных параметров: температуры, давления, уровней жидкости в аппаратуре, которые могут привести к разгерметизации технологического оборудования, выбросам в атмосферу взрывоопасных продуктов и крупным авариям.

Постепенно элементы отказывают за счет старения, коррозионно-эрозионного воздействия, изнашивания (трения сопряженных элементов), переменных нагрузок, усталости, хотя все установленные правила и нормы проектирования, изготовления и эксплуатации могут соблюдаться (деградационный отказ). В отличие от внезапных отказов в элементе при анализе моментов возникновения постепенных отказов контролируется изменяющийся конструкционный или технологический параметр, при достижении критического значения которого наступает его отказ.

В ГОСТ 27.002-89 даны определения ряду понятий, связанных с временными харатеристиками в работе объекта.

Наработка – продолжительность или объем работы объекта. Наработка может быть как непрерывной величиной (продолжительность работы в часах, километраж пробега и т. п.), так и целочисленной величиной (число рабочих циклов, запусков и т. п.).

Наработка до отказа – наработка объекта от начала эксплуатации до возникновения первого отказа.

Наработка между отказами – наработка объекта от окончания восстановления его работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа.

Время восстановления – продолжительность восстановления работоспособного состояния объекта.

Ресурс – суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации от начала эксплуатации объекта или ее возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние.

Срок сохраняемости – календарная продолжительность хранения и (или) транспортирования объекта, в течение которой сохраняются в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять заданные функции. По истечении срока сохраняемости объект должен соответствовать требованиям безотказности, долговечности и ремонтопригодности, установленным нормативно-технической документацией на объект.

Остаточный ресурс –суммарная наработка объекта от момента контроля его технического состояния до перехода в предельное состояние. Аналогично вводятся понятия остаточной наработки до отказа, остаточного срока службы и остаточного срока хранения

Назначенный ресурс –суммарная наработка, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния.

Назначенный срок службы – календарная продолжительность эксплуатации, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния.

Назначенный срок хранения – календарная продолжительность хранения, при достижении которой хранение объекта должно быть прекращено независимо от его технического состояния.

По истечении назначенного ресурса (срока службы, срока хранения) объект должен быть изъят из эксплуатации и должно быть принято решение, предусмотренное соответствующей нормативно-технической документацией – направление в ремонт, списание, уничтожение, проверка и установление нового назначенного срока и т. д.

Вопросы для самоконтроля.

1. Дайте определение надежности.

2. Какие показатели характеризуют надежность объекта? Дайте их краткую характеристику.

3. Перечислите основне состояния объекта, характеризующие его надежность. Дайте их краткую характеристику.

4. Дайте определение отказу. Приведите основные виды отказов.

5. Перечислите основные временные характеристики в работе объекта. Дайте их краткую характеристику

Дата добавления: 2015-04-30