МАШИНОСТРОЕНИЕ

ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

Эффективность и современный техниче­ский уровень машин и аппаратов химических и нефтяных производств, как и любой другой промышленной продукции, определяется груп­пой показателей качества [1, 15]: показателями назначения, надежности, безопасности, транс­портабельности, эргономичности, экономиче­скими, эргономическими, а также технической эстетики, патентно-правовыми и экологиче­скими. При проектировании и изготовлении изделий используется теория управления каче­ством [18].

Обоснование выбора номенклатуры пока­зателей качества изделия проводится с учетом следующего: назначения и условий использо­вания продукции; анализа требований потреби­теля; задач управления качеством продукции; основных требований к показателям качества продукции.

Для качественного функционирования изделий первостепенное значение имеют пока­затели назначения, надежности, технологично­сти, унификации и экономические.

Для обеспечения качества продукции требуются: необходимая материальная база (покупные изделия, материалы, технологиче­ское и испытательное оборудование, средства измерения, помещения, транспортные средства и т. д.); квалифицированный персонал, заинте­ресованный в хорошей работе (человеческий фактор); глубоко продуманная организацион­ная структура и четкое управление предприяти­ем в целом и управление качеством в частности.

Для проверки фактического соответствия поставляемой продукции показателям качества используются различные организационно - технические процедуры, формы и методы их проведения: измерения, контроль, диагностика, испытания, анализ причин брака, отказов, рек­ламаций и др. Все эти процедуры выполняют­ся, как правило, разработчиком и изготовите­лем продукции или по их заказу сторонней организацией.

Необходимость обеспечения объективно­сти и достоверности информации о качестве продукции обусловила широкое распростране­ние сертификации ее соответствия. Особенно­стью сертификации в отличие от других видов проверок является то, что она осуществляется третьей стороной, независимой как от изгото­вителя, так и от потребителя.

Сертификация представляет собой про­цесс, осуществляемый ее участниками в опре­деленной системе по выбранной схеме и пре­дусматривающий выполнение ряда этапов и процедур, перечень, последовательность вы­полнения и содержание которых регламенти­руются стандартами, правилами и порядками.

Систему сертификации обычно состав­ляют: центральный орган (ЦОС), совет по сер­тификации различных видов объектов, комис­сия по апелляциям; правила и порядок прове­дения сертификации; нормативные документы, на соответствие которым производится серти­фикация; процедуры (схемы) сертификации; порядок инспекционного контроля.

ЦОС осуществляет управление системой и надзор за ее деятельностью, формирует совет по сертификации и комиссию по апелляции, может передавать свое право на проведение сертификация другим органам.

Работы по сертификации проводят орга­ны по сертификации и испытательные лабора­тории, которые могут входить в систему или быть самостоятельными подразделениями, услугами которых пользуется центральный орган.

Регистрацию систем сертификации осу­ществляет Госстандарт РФ как национальный орган по сертификации. Основной структурной составляющей Госстандарта в области серти­фикации является Всероссийский научно - исследовательский институт сертификации (ВНИИС), служащий научно-методическим центром наиболее крупной и разветвленной системы обязательной сертификации ГОСТ Р.

Если система сертификации в своей прак­тике применяет стандарты, правила и процеду­ры, относящиеся к продукции (процессам, ус­лугам) определенного вида, занимается доказа­тельством соответствия именно этих объектов, ее называют системой сертификации одно­родной продукции. Несколько таких систем могут входить в общую для них систему сер­тификации. Наиболее характерный пример такой общей системы - система сертификации ГОСТ Р.

Основными отечественными стандартами в области сертификации систем качества в Регистре систем качества являются: ГОСТ Р 40.002-2000 «Система сертификации ГОСТ Р. Регистр систем качества. Основные положения»; ГОСТ Р 40.003-2000 «Система сертификации ГОСТ Р. Регистр систем качест­ва. Порядок проведения сертификации систем качества и сертификации производств»; ГОСТР 40.005-2000 «Система сертификации ГОСТ Р. Регистр систем качества. Инспекци­онный контроль сертифицированных систем качества и производств».

Проектирование, изготовление и пуск но­вого оборудования связаны со значительными затратами материальных и трудовых ресурсов, поэтому они должны вестись по проектам, обеспечивающим следующее:

Реализацию и учет последних достиже­ний науки и техники, передового отечествен­ного и зарубежного опыта;

Внедрение высокопроизводительного, энергосберегающего оборудования и агрегатов большой единичной мощности;

Рациональное использование природных ресурсов, комплексное использование сырья и материалов, безотходную энергосберегающую технологию производства;

Автоматизацию и механизацию функцио­нирования машин и аппаратов.

В большинстве случаев химическое обо­рудование работает в условиях агрессивных сред, высоких температур и давлений, при пе­реработке взрывоопасных и ядовитых сред, поэтому необходимо при проектировании ре­шать проблемы охраны окружающей среды, применения новых материалов, обеспечения повышенной надежности и безопасности.

При проектировании машин и аппаратов должны выполняться требования следующих стандартов: Единые системы конструкторской документации (ЕСКД); Единые системы тех­нологической документации (ЕСТД); Единые системы допусков и посадок (ЕСДП); Единые системы защиты от коррозии и старения мате­риалов и изделий (ЕСЗКС); Система стандар­тов по безопасности труда (ССБТ); Правила Госгортехнадзора России и др.

Стандартизованы ряды параметров функ­ционирования и характеристик химического оборудования: давления, температуры, площа­дей поверхности теплообмена, диаметров и т. д. Разработаны ГОСТы на нормы и методы рас­чета наиболее часто используемых машин и аппаратов и их основных элементов (обечаек, фланцев, лап, лазов, уплотнений, опор и др.), на термины, используемые в расчетно - пояснительных записках. Кроме того, норма­тивными документами являются отраслевые стандарты соответствующих отраслей.

Разработка конструкторской документа­ции осуществляется в соответствии с ГОСТ 2.103. Она включает следующие этапы: техническое задание, техническое предложе­ние, эскизный проект, технический проект, рабочий проект. Несмотря на различие задач, решаемых на отдельных этапах проектирова­ния, имеются общие методы их решения. К таким методам относятся конструктивная пре­емственность, трансформация и инверсия, эв­ристика [1,4].

Конструктивная преемственность при проектировании выражается в использовании всего опыта, накопленного в машиностроении вообще и в химическом машиностроении в частности. Она не является простым или мас­штабным переносом той или иной систем из­вестной конструкции машины или аппарата, так как учитывает возможность использования в разрабатываемой конструкции новых, более совершенных технических средств (комплек­тующих изделий, конструкционных материа­лов, технологии изготовления, методов упроч­нения и др.). От конструктора требуются глу­бокие знания по оборудованию проектируемо­го типа, условиям его эксплуатации, а также анализ недостатков по отзывам и рекламациям предприятий и потребителей аналогичного оборудования. При этом важное значение имеют сведения, содержащиеся в справочной литературе, каталогах, архиве конструкторско­го бюро по оборудованию данного типа, в оте­чественной и зарубежной технической литера­туре, в поисковых НИР в отрасли по техноло­гиям, в которых будет использоваться разраба­тываемое изделие.

Эвристика - метод генерации идей при обсуждении свойств прототипа создаваемой машины или аппарата, ее отдельных функцио­нальных систем или элементов. Для обсужде­ния привлекаются компетентные специалисты, перед которыми ставится определенная задача по вопросам функционирования и конструкции вновь создаваемого оборудования. Их выска­зывания фиксируются, затем анализируются. Анализ используется для принятия решения по одному или нескольким вариантам разрабаты­ваемого оборудования. Если число предлагае­мых решений по конструкции разрабатываемо­го изделия большое, то используется упорядо­ченный поиск, позволяющий найти рациональ­ное решение.

Процесс создания изделия включает три взаимосвязанных процесса: проектирование, производство и эксплуатацию. Современная тенденция выпуска конкурентноспособной продукции определила новую стратегию соз­дания изделий машиностроения. Вместо по­следовательного перехода от проектирования к изготовлению процесс проектирования изделия стали вести параллельно с разработкой техно­логии его изготовления, которая вносит кор­рективы в проектируемую конструкцию с уче­том возможностей машиностроительной базы, наличия соответствующих конструкционных материалов и готовых деталей, удобства обра­ботки отдельных деталей, сборки узлов и стоимости изготовления [18].

Только после согласования проектной и технологической документации приступают к производству изделия. Технологическая подго­товка производства (ТПП) занимает промежу­точное положение между проектированием и технологией изготовления. Основными функ­циями ТПП являются: обеспечение техноло­гичности конструкции изделия; разработка технологических процессов; проектирование и изготовление средств технологического осна­щения; управление процессом ТПП.

Особенность проектирования химическо­го оборудования связана с тем, что в большин­стве машин и аппаратов химических произ­водств протекают сложные механические, гид­родинамические, массообменные, тепловые и химические процессы. Они предъявляют опре­деленные требования к конструкции оборудо­вания и режиму его работы. Поэтому необхо­димо знать закономерности процессов, проте­кающих в оборудовании проектируемого типа, которые можно найти в технической литерату­ре [1, 6, 11] или установить их путем исследо­ваний протекающего процесса в лабораторной модели оборудования разрабатываемого типа. Наиболее удобной формой представления за­кономерностей процесса является его матема­тическая модель, которая позволяет проводить оптимизацию основных параметров процесса

[in.

Результаты исследования опытной моде­ли изделия, промышленной эксплуатации опытной партии нового изделия, анализа его отказов и рекламаций, поступивших от потре - бителя, используются для внесения соответст­вующих коррективов в окончательную конст­рукторскую документацию.