Надежность и ее составляющие. Это выражение, называемое основным законом надежности, позволяет установить временное изменение вероятности безотказной работы при любом характере изменения интенсивности отказов во времени. В частном случае постоянства интен
Свойство объекта выполнять определенные приданные ему функции, сохраняя при этом эксплуатационные характеристики в определенных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям применения, - это надежность. Показатели надежности могут быть самыми разными, но именно от них во многом зависит качество выполнения того или иного изделия.
Объект - объект Любая часть, набор, устройство или другой функциональный объект или система, которые могут рассматриваться индивидуально. Коллекция предметов определенного типа или их представителя может рассматриваться как объект. Формально отделенная сущность от большего целого. Объект, подлежащий ремонту Объект, который может быть поврежден после ремонта в заданных условиях до состояния, в котором он сможет выполнить требуемую функцию. Термины данных можно понимать как экономические, экологические, технические и другие.
Восстановленный отремонтированный предмет ремонта, который был отремонтирован после повреждения. Расходные объекты Объект или материал, который не является самодостаточным объектом, который может использоваться только один раз. Запасной элемент, который может заменить соответствующий элемент, чтобы обновить требуемую функцию объекта ремонта. Новые объекты могут быть отремонтированы. Элементы, которые указаны как взаимозаменяемые для определенных объектов, обычно называются взаимозаменяемыми частями.
Составляющие
Есть три основных составляющих данного определения:
- выполнение установленных функций;
- время, необходимое для этого;
- определенные условия эксплуатации.
Если говорить о выполнении заданных функций, то здесь стоит отметить два понятия, которые относятся к теоретическому и практическому пониманию того, что представляет собой надежность. Показатели надежности с этой точки зрения следующие: исправность и работоспособность указанного изделия.
Уровень деления Уровень деления объекта на команды с рабочей точки зрения. Примерами разделения могут быть разделение на сборки, узлы или части. Степень разделения зависит от метода строительства, доступа к компоненту, уровня эффективности персонала, оборудования испытательного оборудования, соображений безопасности. Свойства объекта.
Надежность на этапе проектирования
Способность, готовность Обеспечение способности объекта выполнять требуемую функцию в определенных условиях, заданное время или период времени, при условии соблюдения внешних условий. Эта способность зависит от удобства и поддержки. Необходимые внешние ресурсы, кроме материалов поддержки, не влияют на готовность объекта. Надежность Способность объекта выполнять требуемую функцию при определенных условиях в течение определенного периода времени. Термин надежность также используется в качестве меры надежности, а также может быть определена как вероятность.
Работоспособность и исправность
Работоспособность представляет собой определенное состояние объекта, при котором у него сохраняется возможность выполнять указанные функции с параметрами, определяемыми технической документацией. При этом стоит отметить тот факт, что работоспособность и исправность неправильно отождествлять, поскольку вторая представляет собой такое состояние, при котором он полностью соответствует установленным требованиям в технической документации.
Эксплуатационная способность Способность объекта поддерживать работоспособность в определенных условиях или ремонтироваться до состояния, в котором оно может выполнять функции, когда обслуживание выполняется в определенных условиях с использованием установленных процедур и материалов. Удобство обслуживания также используется в качестве меры исправности. Настройка производительности по объекту или процессу или конкретной спецификации. Стойкость Способность объекта выполнять требуемую функцию при определенных условиях использования и эксплуатации, вплоть до предельного состояния.
Время - это еще один немаловажный элемент, который подразумевает надежность. Показатели надежности в данном случае включают в себя это понятие далеко не случайно, так как физическая сущность надежности заключается в том, что любое изделие должно в обязательном порядке в течение определенного времени сохранять свои технические параметры.
Примечание: предельное состояние объекта может быть охарактеризовано конечным использованием из-за экономических или технических факторов или других причин. Резервирование. В объекте имеется более одного средства для обеспечения требуемой функциональности без задержки. Избыточность работы Резервирование действия происходит, когда все центры реализации требуемой функции имеют тенденцию работать одновременно. Резервирование состояния ожидания происходит, когда одна часть, важная для требуемой функции, готова к работе, в то время как работающая часть не работает должным образом.
Другие составляющие
Помимо этого, определение надежности включает в себя также условия эксплуатации. Для технических систем, которые функционируют в разных условиях, может быть характерным разное время до появления первых случаев отказа.
Нужно правильно понимать, какой широкий смысл несет в себе термин «надежность». Показатели надежности включают в себя большой диапазон качества без какого-то конкретного определения их количественной оценки и определенных свойств. Однако в процессе установления надежности определенного объекта или же общей технической системы появляется потребность в раскрытии тех понятий и свойств, которые входят именно в комплексный показатель. К примеру, для специализированного оборудования различных электростанций в числе подобных понятий следующие:
Примечание: избыточность ожидания часто называется пассивной избыточности. Продолжительность жизни Период времени, при определенных условиях, начиная с момента использования объекта до тех пор, пока степень ущерба не станет неприемлемой или когда имущество будет непоправимо из-за характера ущерба или других факторов.
Коэффициент урона, Это результат деления суммы урона в определенное время за это время. В некоторых случаях единица времени может быть преобразована в единицу использования. Повреждения и инциденты. Повреждение Это заставляет объект потерять способность выполнять требуемую функцию. После повреждения объект имеет ошибку, которая может быть частичной или полной. Урон - это событие, в отличие от ошибки, которая является ошибкой. Причина повреждения Причина повреждения. Примечание: Ущерб может быть вызван одним или несколькими из следующих факторов: дефект конструкции, неисправность оператора или сборки, неправильное использование, плохое обслуживание, неравномерность обслуживания.
- долговечность;
- ремонтопригодность;
- безотказность.
И сами они также зависят еще от целого ряда других параметров.
Вторичные показатели
Если говорить о том, от чего зависят основные параметры надежности, можно выделить три основных фактора. Это:
Какие повреждения неустранимые ЧП могут нанести людям, материальным объектам, окружающей среде?
Повреждение, вызванное повреждением, которое, вероятно, увеличится со временем работы или количеством операций, выполняемых объектом или связанной с ним деятельностью. Потребление - это физическое явление, приводящее к потере или деформации материала. Это время не зависит от продолжительности объекта. Старение - это физическое явление, на которое влияет время, которое вызывает физические и химические изменения в характеристиках материала. Деградация Процесс многопроцессорности одного или нескольких характеристик объекта во время использования или других внешних причин.
- Качество. Показатели качества (надежности) включают в себя совокупность свойств, по которым определяется степень пригодности того или иного технического устройства для использования его по прямому назначению.
Качество непосредственно зависит от того, каким способом применяется то или иное изделие. К примеру, если специализированный паротурбинный блок, который был спроектирован изначально для несения базовых нагрузок, будет использоваться в особом маневренном режиме, то подобная эксплуатация в конечном итоге начнет крайне негативно сказываться на его состоянии и, соответственно, на его качестве, а также появятся низкие результаты, когда производится расчет показателей надежности.
Деградация может привести к повреждению. Деградация часто упоминается как потребление. Общий урон Повреждение различных компонентов в результате одной и той же причины, в то время как повреждение не зависит друг от друга. Первичный ущерб, повреждение объекта, который не зависит прямо или косвенно от другого повреждения, а также от повреждения других объектов.
Вторичный урон Ущерб объекту, прямо или косвенно зависящему от другого повреждения или повреждения других объектов. Ущерб, который не может быть предвиден в результате предварительной проверки или мониторинга. Механизм повреждения Физические, химические или другие процессы, которые приводят к повреждению. Состояние инерции.
- Живучесть. Представляет собой способность определенного технического устройства препятствовать каким-либо серьезным нарушениям, а также исключать процесс развития всевозможных аварий и физической неисправности оборудования.
- Безопасность. Определенное свойство технических устройств, которое предусматривает отсутствие возможности появления каких-либо ситуаций, являющихся опасными для людей и окружающей их среды. Таким образом, в процессе того как проводится расчет показателей надежности, учитываются и эти особенности.
В ходе рассмотрения вопросов надежности работы различных сложных систем рассматривается также такое понятие, как устойчивость в связи с отказом работы отдельных элементов. В отдельных же случаях также может применяться понятие «сохранность».
Состояние неспособности, в котором объект характеризуется неспособностью выполнять требуемые функции, за исключением отсутствия пригодности во время профилактических или других запланированных операций или отсутствия расходных материалов. Однако условия, в которых существует дефект, не могут быть раскрыты из-за невозможности отказа объекта или других дефектов в этом или любом другом компоненте. Непостижимое скрытое Существует уязвимость, которая еще не раскрыта. Частичный отказ. Инвалидность характеризуется тем, что объект может выполнять некоторые функции, но не все, что требуется.
Что это?
Сохранность представляет собой свойство любого оборудования пребывать в исправном состоянии во время его хранения. Как и другие показатели надежности систем, она предусматривает возможность изделия поддерживать свои основные технические характеристики в установленных пределах. Если подразумевать, что хранение представляет собой неотъемлемую часть эксплуатации, то сохранность - в условиях хранения.
В некоторых случаях можно использовать объект в ограниченной степени. Восстановление соответствия Установленные методы, с помощью которых объект не работает, приводятся для выполнения требуемых функций. Текущее состояние Характеристика объекта в определенный момент времени. Условие пригодности Условие, в котором объект характеризуется тем, что он может выполнять требуемую функцию в предположении, что предоставляются необходимые внешние средства. Состояние износа Состояние объекта, в котором объект, хотя и способен выполнять требуемые функции на требуемом уровне, ниже указанного в характеристиках или может выполнять только некоторые из требуемых функций.
Можно сказать, что данный параметр является достаточно сложным, и его довольно трудно будет оценить какой-то определенной характеристикой, так как критериями сохранности могут выступать любые показатели надежности изделий.
Главной особенностью данного понятия является то, что здесь преобладают постоянные отказы из-за снижения установленных характеристик комплектующих, что происходит по причине их старения. Сохранность представляет собой достаточно важное техническое понятие, и в комплексе с надежностью позволяет определить надежность того или иного оборудования в разных состояниях. Это является тем более важным по той причине, что у большого количества оборудования присутствуют какие-то определенные сроки хранения, которые равны или даже превышают установленный рабочий срок. Определение показателей надежности работы технических систем включает в себя еще очень большое количество других факторов, которые различаются по своей природе.
Состояние не-пригодности Состояние объекта характеризуется отсутствием способности или отсутствием возможности выполнять требуемую функцию без профилактического обслуживания. Это состояние находится в противоречии с состоянием пригодности. Состояние неадекватности часто называют состоянием внутренней инерции. Условие условия Условие объекта характеризуется тем, что оно не может выполнять требуемую функцию по любой причине. Состояние неспособности по внешним причинам. Это часть состояния застоя, когда объект находится в состоянии пригодности, но не имеет необходимых внешних средств или простоев, связан с тем, что другие виды деятельности планируются, но не обслуживаются.
Пример
В качестве примера можно рассмотреть надежность работы паротурбинного энергоблока, которая включает в себя:
- качество материалов, использующихся в процессе производства;
- совершенство разработанной конструкции;
- используемую технологию изготовления;
- применяемую технологию перевозки и монтажа оборудования;
- качество применяемого топлива;
- условия эксплуатации и обслуживания устройств.
И это только краткий список того, что включает в себя характеристика показателей надежности. Создание и применение новых, непрерывно усложняющихся установок предусматривает необходимость в постоянном обеспечении их все более и более высокой степени надежности. Именно поэтому была разработана специализированная «теория надежности», которая в последнее время стала пользоваться довольно широким распространением.
Состояние юзабилити Это состояние, в котором объект выполняет требуемую функцию. Состояние бездействия Состояние бездействия во время фитнеса, когда эти действия не нужны. Состояние простоя не следует приравнивать к простоям, что означает, что объект перемещается без нагрузки или требуемой производительности. Состояние ожидания Указывает время бездействия объекта. Неопределенность Статус Неопределенность объекта из-за отсутствия пригодности персонала, материальных дефектов или других неприемлемых причин.
Завершение выезда запланировано для обслуживания или по другим причинам. Этот статус также можно определить как запланированное выключение. Виды услуг и стратегии. Профилактическое техническое обслуживание выполняется в определенное время или в соответствии с указанными критериями, и его целью является снижение вероятности повреждения или износа функционирующего объекта. Запланированное техническое обслуживание Профилактическое обслуживание выполняется в запланированную дату или после определенного объема использования.
Теория
Сегодня предусмотрен математический аппарат теории надежности, который довольно часто используется в практике решения огромнейшего количества самых разнообразных задач, которые появляются в процессе производства и эксплуатации различного оборудования. Таким образом, основные понятия, которыми определяются показатели надежности (долговечности) оборудования, включают в себя:
Выделенный сервис Профилактическое обслуживание проводится в соответствии с фиксированным временем или численным курсом работы, но без предварительного изучения состояния объекта. Меры предосторожности проводятся после предварительной проверки и / или мониторинга параметров. Мониторинг параметров и действий может быть непрерывным или выполняться по определенному графику времени. Прогнозирование обслуживания Прогнозы эффективности обслуживания основаны на анализе изменений важных параметров, определяющих потребление объекта.
Несчастный случай - ЧП, заключающееся в повреждении организма человека
Ремонтный сервис Служба выполняется после обнаружения сбоя и ее целью является доведение объекта до состояния, в котором оно может выполнять требуемые функции. Служба удаленной поддержки работает без физического контакта персонала с объектом. Отсроченное обслуживание Ремонтная служба, которая не выполняется сразу после обнаружения неисправности, но выполняется позднее, в соответствии с установленными правилами. Немедленная поддержка Служба, которая выполняется без задержки сразу после обнаружения, чтобы избежать негативных последствий.
- систему;
- объект;
- элемент.
Формулировка данных понятий полностью соответствует основному философскому представлению о целом и элементе. Различные технические объекты, которые рассматриваются в данной теории надежности, представляются в виде всевозможных систем, являющихся совокупностью функционально взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов. Данная система предназначается для того, чтобы выполнять заданную целостность программы. В качестве элементов рассматриваются отдельные части системы, которые могут осуществлять самостоятельное выполнение определенных задач.
Обслуживание на работе Обслуживание, выполняемое во время работы объекта. Обслуживание на рабочей станции Сервис, выполняемый на рабочем месте объекта. Операторское обслуживание Оператор или операторская поддержка. Операционное действие. Проверки Проверьте объект, который будет определяться путем наблюдения, испытания или измерения с использованием существующих характеристик прибора. Обычно проверка может выполняться до, во время или после другой службы. Действия мониторинга выполняются вручную или автоматически, с целью наблюдения за текущим состоянием объекта.
Выбор системы, а также различных образующих ее частей является весьма произвольным. Если используется расширенная постановка задачи, то любая система в конечном итоге становится частью более крупной системы, а любые элементы разбиваются на части, в свою очередь, превращающиеся в его элементы. Таким образом, деление различного оборудования на элементы и системы непосредственно зависит от того иерархического уровня, на котором решаются поставленные задачи.
ГОСТом и элемента объединяется в один термин - "объект".
Что он собой представляет?
Объектом принято называть определенное устройство системы или отдельного ее элемента, которое принимается с целью изучения каких-то конкретных его свойств вне всевозможных связей с другими частями.
В процессе эксплуатации как всей системы в целом, так и отдельного ее элемента могут появляться такие случаи, при которых возникает полная или же частичная утрата их функциональных свойств. Подобную потерю работоспособности в теории надежности принято называть отказом, и он представляет собой одно из основных понятий.
Отказ и его особенности
Отказ представляет собой любое событие, которое предусматривает нарушение или же полное прекращение работоспособности рассматриваемого объекта. При этом он бывает:
- внезапным или постепенным;
- зависимым или независимым;
- частичным или окончательным.
Если отказ какого-то определенного элемента не предусматривает отказ остальных частей, его принято называть независимым, в то время как выход из строя прибора по причине поломки других элементов именуется зависимым.
Внезапные отказы, исходя из названия, возникают абсолютно неожиданно без каких-либо заметных признаков их появления, в то время как постепенные предусматривают износ или старение материала, слишком длительное воздействие чрезмерных нагрузок, что приводит к постепенному снижению характеристик при полном или частичном сохранении работоспособности используемого оборудования.
Окончательные или полные отказы - это такая форма выхода из строя оборудования, при которой система теряет свою работоспособность или же параметры преодолевают допустимые пределы до того момента, пока причина отказа не будет устранена. Частичные же приводят только к активации предупредительной сигнализации, а также к необходимости снижения рабочих параметров до определенного уровня.
Помимо всего прочего, стоит отметить тот факт, что особое место уделяется отказам или их совокупностям, которые являются причиной перехода объекта в предельное состояние, при достижении которого его последующее применение по прямому назначению является нецелесообразным или недопустимым.
Как обеспечивается надежность оборудования в процессе производства?
Чтобы обеспечивались высокие показатели надежности и долговечности различных изделий, нужно правильно соблюдать технологии изготовления и монтажа любой системы. Анализ статистической информации свидетельствует о том, что в преимущественном большинстве случаев аварийные остановки специализированного оборудования являются причиной соответствующих технологических дефектов, поэтому современные производители стараются использовать целый ряд специализированных мероприятий, которые позволяют еще на стадии изготовления и установки минимизировать риски возникновения неполадок в различных системах.
Вне зависимости от того, какие основные показатели надежности старается обеспечить производитель, им должна проводиться работа в следующих направлениях:
- Увеличение степени заводской готовности посредством выпуска оборудования в надежном исполнении. К примеру, трубопроводы, турбины, котлы и специализированное оборудование для водоподготовки может поставляться укрупненными блоками, при этом преимущественное большинство сборочно-сварочных работ переносится с первоначальной монтажной площадки в заводской цех, так как в подобных условиях гораздо проще добиться предельно высокого качества работы.
- Широкое использование самых современных технологий обеспечения контроля качества на каждой отдельной стадии производства, начиная от входного контроля различных полуфабрикатов и исходных материалов до обеспечения контроля финишных процедур, натурных или же стендовых тестирований. Целесообразность проведения входного контроля была неоднократно подтверждена статистикой дефектов, которые были обнаружены в ходе проведения специализированного контроля различных изделий.
- Использование прогрессивных технологических производственных устройств с программным управлением, которые позволяют максимально детально обрабатывать комплектующие и изготавливать изделие с максимальной точностью.
- Механизация и автоматизация сложных процедур, расширение использования прогрессивных технологий.
Практикой уже неоднократно было доказано, что использование современного оборудования в процессе производства, а также полноценное соблюдение установленных режимов работы позволяет в значительной мере определить надежность конечного изделия. При этом нужно правильно понимать особенности производства того или иного оборудования или каких-либо изделий, а также основные факторы риска, чтобы использовать все необходимые меры для их устранения или минимизации. Благодаря этому оценка показателей надежности всегда будет высокой вне зависимости от того, в какой именно сфере ведется работа.
2. Особенности расчета теплотехнического оборудования на конструкционную прочность.
Общие требования к надежности и безопасности теплотехнического оборудования.
Понятие надежности, а также методы прогнозирования, оценки, нормирования и обеспечения надежности применяют к любым сложным техническим объектам – машинам, конструкциям, изделиям, сооружениям, системам и т.п
Особенностью реальных условий эксплуатации машин и конструкций является случайный характер взаимодействия с окружающей средой. Это проявляется в том, что мы не можем достоверно предвидеть все типы внешних нагрузок и их интенсивность, которые могут встретиться в процессе эксплуатации в течение всего срока службы. Кроме того, источником неопределенности могут быть случайные свойства материалов, которые наглядно проявляются при испытаниях, обнаруживающих разброс экспериментальных данных. Еще один источник неопределенности связан с разбросом геометрических параметров конструкции: в принципе невозможно абсолютно точно выдержать размеры конструкции, при их изготовлении допускаются некоторые отклонения.
Методы и процедуры, связанные с обеспечением надежности технического объекта в течение всего цикла его жизнедеятельности, начиная от выработки технического задания и кончая списанием, подлежат стандартизации. Методологическое значение стандартов и нормативно-технических документов состоит в том, что они позволяют регламентировать методы решения типовых задач анализа, прогнозирования, оценивания и обеспечения надежности, отвечающие современному научно-техническому уровню развития.
Под надежностью технического объекта понимают его свойство сохранять во времени способность выполнения требуемых функций в заданных режимах и условиях применения. Способность технического объекта выполнять требуемые функции описывается совокупностью некоторых непосредственно измеряемых параметров. К таким параметрам относятся кинематические и динамические характеристики объектов, показатели конструкционной прочности деталей машин и их соединений, технологические параметры и т.д. С течением времени значения этих параметров изменяются, что может привести к достижению предельно допустимых значений параметров.
Надежность и ее составляющие
Надежность это комплексное свойство, в котором в зависимости от назначения и условий применения в различной степени могут проявляться составные элементы надежности: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. Безотказностью называют свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течении некоторого времени или наработки. Под долговечностью понимают способность не достигать в течение достаточно длительного времени предельного состояния, т.е. такого состояния, при котором дальнейшее использование объекта по назначению становится невозможным или нецелесообразным. Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта. Сохраняемость определяют как свойство обеспечивать в заданных пределах способность объекта выполнять требуемые функции в течение и после хранения и (или) транспортирования
Состояние технического объекта. Каждое состояние характеризуется совокупности значение параметров, а также качественных признаков. Среди состояний следует различать исправное состояние, при котором объект соответствует всем требованиям нормативно-технической документации, работоспособное состояние, при котором объект способен выполнять заданные функции в соответствии с установленными требованиями, и предельное состояние, определение которого дано выше. При этом переход объекта в предельное состояние влечет за собой временное или окончательное прекращение эксплуатации.
Отказы. К понятиям отказа относят дефект, который характеризуется несоответствием какому-либо из требований нормативно-технической документации до начала эксплуатации, повреждение, влекущее нарушение исправного состояния при сохранении работоспособного, и собственно отказ как событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния. Отказы могут быть полными или частичными, независимыми или зависимыми, внезапными или постепенными, устранимыми или неустранимыми, явными или скрытыми, устранимыми или неустранимыми. К понятиям отказа относят также сбой – самоустраняющийся отказ в виде кратковременной потери работоспособности, конструктивный отказ, возникающий из-за ошибок проектирования и конструирования, производственный отказ, причиной которого является нарушение процесса изготовления или ремонта, эксплуатационный отказ, обусловленный нарушением установленных правил эксплуатации, приработочный отказ, характерный для начальной стадии эксплуатации объекта, деградационный отказ, связанный со старением, изнашиванием, коррозией и усталостью, и критический отказ, создающий угрозу для жизни и здоровья людей, а также для окружающей среды. С понятием критического отказа связаны такие термины, как безопасность, авария, катастрофа, живучесть.
Временные понятия. Наработка – это продолжительность или объем работы объекта. Она может измеряться в календарном времени (в часах, годах и т.д.), в киловатт-часах, километрах пробега, числах циклов нагружения и т.п. Долговечность объекта характеризуют его ресурс – наработка до перехода в предельное состояние, срок службы – календарная продолжительность эксплуатации до перехода в предельное состояние, наработка до отказа, время безотказной работы. К временным понятиям относятся также наработка между отказами, время восстановления, срок сохраняемости, средний ресурс, остаточный ресурс, назначенный ресурс и т.д.
Показатели надежности – это количественные характеристики одного или нескольких свойств, составляющих надежность. Общий подход к расчетной оценке показателей надежности технических объектов основан на трактовке отказа как результате взаимодействия объекта с другими объектами и с окружающей средой.
Показатели безотказности. Основной показатель безотказности – вероятность безотказной работы, вводится как вероятность событий, состоящего в том, что в пределах заданной наработкиtне возникает ни одного отказа. Вероятностью называется числовая характеристика степени возможности наступления некоторого события в определенных многократно воспроизводимых условиях.