МАШИНОСТРОЕНИЕ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА

Продление сроков эксплуатации химиче­ского и нефтехимического оборудования явля­ется огромным резервом повышения эффек­тивности его использования и экономии мате­риальных ресурсов, но при этом возникает серьезная проблема обеспечения надежности и безопасности производства.

Задача определения остаточного ресурса эксплуатируемого оборудования относится к классу задач индивидуального прогнозирова­ния и включает решение таких задач, как оцен­ка текущего состояния и развитие этого со­стояния в ближайшем будущем, оценка веро­ятностей наступления отказов и прогнозирова­ние аварийных ситуаций, оценка риска по от­ношению к опасным аварийным ситуациям. На основе этого прогноза устанавливается пре­дельно допустимый срок эксплуатации обору­дования или назначается срок очередного кон­троля его состояния.

Основой для прогнозирования остаточно­го ресурса оборудования служит следующая информация:

Диагностические данные о состоянии, данные текущего оперативного контроля в процессе эксплуатации;

Данные о нагрузках и условиях воздейст­вия окружающей среды;

Априорная информация об элементах, оп­ределяющих ресурс.

Существуют два основных направления определения остаточного ресурса: 1) основан­ное на физических предпосылках; 2) вероятно­стные методы оценки остаточного ресурса.

Чисто физические методы оценки оста­точного ресурса, как правило, не учитывают многообразия реальных условий эксплуатации, в связи с этим значения показателей ресурса, рассчитанные путем физических предпосылок, часто во много раз превышают значения, полу­ченные путем обработки статистических дан­ных. Применение вероятностных методов оценки остаточного ресурса требует получения статистической информации о ресурсе анали­зируемого оборудования, что затруднено как экономически, так и во времени. Кроме того, требуется выполнение условия статистической устойчивости, что для изделий единичного исполнения сомнительно.

Наиболее перспективным направлением определения остаточного ресурса является использование физических представлений о ресурсных свойствах с применением вероятно­стных методов.

Под остаточным ресурсом оборудова­ния (после времени tic) понимается его нара­ботка, начиная с момента до перехода в пре­дельное состояние при установленных режи­мах применения и условиях эксплуатации.

Если Т - наработка объекта от начала эксплуатации до перехода его в предельное состояние, то остаточный ресурс

Т = Г-/ь

Где т >Tk.

Поскольку т является случайной вели­чиной, то для ее оценки используются сле­дующие числовые характеристики:

Средний остаточный ресурс опре­

Деляемый как математическое ожидание оста­точного ресурса после времени t^ ;

Гамма-процентный остаточный ресурс Ту, определяемый как наработка с некоторого

Момента времени t^ , в течение которой безот­казно проработавший объект будет иметь зна­чение условной вероятности безотказной рабо­ты

Р[<к+Ту{'к)]

N*K)

Где 0 < у < 100 .

Средний остаточный ресурс

\P{T)Dt,

Где t - текущая наработка; P(t) - вероятность безотказной работы за время t.

Гамма-процентный остаточный ресурс Ту (tfr ) есть корень уравнения

/Н') = у

Относительно = при заданном

Значении у. Гамма-процентный остаточный

Ресурс используется в том случае, когда про­длеваемый период эксплуатации определяется по количеству отказов.

Оценки показателей среднего остаточно­го ресурса T^tfc) и гамма-процентного оста­точного ресурса Ту {tfr) могут быть получены из следующих соотношений:

Т-'к ПьУ

Ty(Tk)>Ty-Tk.

Для случая, когда вероятность безотказ­ной работы на интервале пред­ставленная графически, является выпуклой книзу, то справедлива следующая оценка:

T-{tk/2) + (\ + P(tk)) ('к)

Для объектов с монотонно убывающей интенсивностью отказов во времени А,(/) справедливо

І

('*> о)-

Ч'к) А для монотонно возрастающей интенсивности отказов во времени справедливо

1

7Ы -

При отсутствии отказов оценку Т'(^) можно получить из соотношения

T(Tk)ZTH-Tk,

Где Тн - нижняя доверительная граница для среднего ресурса при некотором уровне дове­рительной вероятности а.