Организация ремонта, текущего обслуживания и наладки технологического оборудования

1. Особенности технологии ремонта высокопроизводительного непрерывно действующего оборудования

Одной из актуальных задач, стоящих перед современным предприятием, имеющим в своем распоряжении сложное дорогостоящее оборудование, является необходимость обеспечения его надежной работы. Поддержание оборудования в рабочем состоянии достигается, в основном, за счет ремонтного и технического обслуживания, а также используемых при данных работах ресурсов.

Система технического обслуживания и ремонта – это комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на поддержание оборудования в работоспособном состоянии путем проведения ежесменного, периодического технического обслуживания и плановых ремонтов.

Основы ремонта химического оборудования. Ремонт – процесс восстановления работоспособности машин и аппаратов или составляющих их частей, в результате которого основные рабочие параметры оборудования приводятся в пределы, установленные технической документацией на оборудование.

Проблемы ремонта оборудования решает теротехнология – наука об обслуживании техники. Теротехнология способствует эффективному функционированию оборудования в течение всего срока службы с учетом технических, технологических и организационных факторов и связей между ними. Она обобщает и систематизирует принципы и элементы технического обслуживания и ремонта с учетом морального износа, качества проектирования, монтажа и эксплуатации оборудования.

В процессе эксплуатации оборудования детали постоянно изнашиваются и изменяются под влиянием внешних нагрузок, внутренних напряжений, технологических сред и их коррозионного воздействия. Этот износ характеризуется отклонениями размеров и формы деталей, изменением механических и химических свойств поверхностных и внутренних слоев деталей. Coвокупность таких изменений при достижении определенных границ называется эксплуатационным повреждением детали. Оно устраняется ремонтом или заменой данного узла, которым предшествует диагностика машин и аппаратов.

В основе теории планово-предупредительного ремонта (ППР) лежит предположение, что чем старше оборудование, тем выше вероятность появления дефекта. Отказы, связанные со старением оборудования, обычно обусловлены накопившейся усталостью материалов, появлением коррозии, износом. Однако сегодня становится очевидным, что связь между возрастом оборудования (если, конечно, возраст не превышает нормативный срок эксплуатации) и возникающими в нем дефектами для большинства типов сложного оборудования становится все более и более слабой.

Система ремонта является предупредительной также потому, что направлена на предупреждение внезапной остановки агрегата вследствие износа узлов и деталей. Оборудование, охваченное системой ППР, останавливается для ремонта принудительно по заранее составленному графику.

При реализации ремонтной системы ППР достигаются следующие цели:

• предупреждение аварий;
• возможность выполнения ремонтных работ по плану, согласованному с планом производства;
• своевременная подготовка запчастей, материалов и минимальный простой оборудования в ремонте.

Ремонт оборудования включает в себя комплекс мероприятий, осуществляемых с целью восстановления нормальной работоспособности деталей, узлов, агрегатов. Технологические ремонты состоят из следующих этапов:

• разборка машины и ее дефектация;
• ремонтная обработка деталей;
• сборка узлов и машин с проверочными операциями;
• испытание машин и аппаратов.

Ремонтом и эксплуатацией технологического оборудования, сооружений и коммуникаций руководит служба главного механика предприятия, выполняющая следующие работы:

• надзор за состоянием оборудования и строительных конструкций;
• составление плана по ремонту оборудования;
• организация мероприятий по ремонту;
• внедрение новых процессов по ремонту оборудования;
• контроль стоимости ремонтных работ;
• составление отчетов по ремонту;
• разработка чертежей по ремонту оборудования приспособлений, механизмов;
• собственно ремонт.

Ремонтная служба может быть централизованной, децентрализованной и смешанной. Централизованная служба предполагает, что ремонт всего оборудования проводится силами ремонтно-механического подразделения (РМП). Для децентрализованной службы характерно то, что все виды ремонтных работ выполняются на ремонтных участках технологических цехов. При смешанной службе ремонт проводится как силами РМП, так и силами ремонтных отделений технологических цехов.

Смешанная служба ремонта позволяет внедрить прогрессивные способы организации ремонта: агрегатно-узловой, скоростной и серийный ремонт (бригадный поточно-ускоренный).

В ремонтной практике под ремонтным узлом понимают сборочные единицы, состоящие из соединенных между собой деталей (коробка скоростей, редуктор и т.п.).

Ремонт, при организации которого реализуются все возможности для уменьшения простоя оборудования, называется скоростным ремонтом. Сокращение простоя оборудования в ремонте достигается за счет следующих мероприятий:

• техническая и материальная подготовка ремонтных работ, исключающая перерывы в их выполнении из-за отсутствия деталей, инструмента;
• применение при ремонте наиболее производительных методов и приемов выполнения слесарных работ и необходимой для этого оснастки;
• правильная организация слесарных работ, исключающая перерывы в работе, вызванные выходными днями и нерабочими сменами;
• применение при ремонте заранее изготовленных или отремонтированных сборных единиц;
• привлечение к ремонту рабочих, хорошо знающих подлежащее ремонту оборудование, имеющих практический опыт и необходимую квалификацию;
• создание материальной и моральной заинтересованности исполнителей в завершении ремонтных работ в возможно короткие сроки и выполнение их в наиболее выгодное для производства время.

При серийном способе (бригадный поточно-ускоренный) ремонт производится специализированными бригадами ремонтных предприятий, где имеется большая программа ремонта однотипных машин, узлов, деталей. В таких бригадах широко применяются специальные приспособления, инструменты и имеется возможность закрепить выполнение отдельных операций за определенными рабочими. Поэтому такая бригада способна достичь значительно более высокой производительности труда, провести ремонт быстрее, качественнее и дешевле.

Ремонт машины может выполняться последовательно. При этом машину разбирают, дефектируют, восстанавливают изношенные детали, подбирают или изготавливают новые взамен изношенных. Затем начинают сборку узлов, механизмов и общую сборку машины.

В рамках ППР существует и другой метод – узловой. Он может быть применен для ремонта машин, состоящих из самостоятельных узлов, демонтаж и монтаж которых выполняется без нарушения расположения и работоспособности других узлов. Узловой ремонт требует тщательной подготовки, своевременного изготовления запасных узлов, своевременной и достаточно полной дефектации работающего агрегата.

Кроме приведенных выше, существует еще поузловой, или расчлененный, метод ремонта. При этом методе капитальный ремонт машины заменяется последовательно выполняемым капитальным ремонтом отдельных узлов.

Специфика системы ППР состоит в том, что межремонтный период определяется по среднестатистическим наработкам на отказ соответствующих машин в отрасли. Указанный факт свидетельствует о несостоятельности системы ППР. Если вероятность отказа оборудования в течение нормативного срока эксплуатации не зависит от возраста оборудования, то проводить ремонт просто бессмысленно.

Научно доказано, что плановые капитальные ремонты могут приводить и к росту числа отказов. Более того, на практике периодические капитальные ремонты зачастую ухудшают характеристики оборудования. Даже в тех случаях, когда агрегат вскрывается без оснований для ремонта, остаточный ресурс этого агрегата уже уменьшится относительно того, который был до вскрытия. Связано это с тем, что любое вскрытие механизма нарушает качество кинематических взаимосвязей в его узлах, достигнутое естественной приработкой сопрягаемых узлов и деталей в процессе эксплуатации.

Система ППР сопряжена с большой трудоемкостью профилактических работ и требует значительного увеличения численности ремонтного персонала. При проведении профилактических работ без точного определения технического состояния нельзя гарантировать, что в межремонтный период не будут возникать отказы оборудования.

Растущая необходимость в умении предотвращать отказы оборудования и неспособность традиционных методик выполнять эти задачи для новых типов оборудования привели к появлению новых подходов к организации ремонтов. Эти подходы опираются на тот факт, что существует взаимосвязь между возможными техническими неисправностями агрегата и диагностическими параметрами, которые можно контролировать.

Большинство распознаваемых дефектов, которые могут возникать в агрегате, имеют определенные диагностические признаки и параметры, предупреждающие о том, что дефекты присутствуют, развиваются и могут привести к отказу. Диагностические признаки дефектов могут включать технологические и режимные параметры (температуру, нагрузку, давление, вибрацию и др.).

К существующим подходам к организации ремонтов на промышленных предприятиях в мировой практике относят:

• ремонт по техническому состоянию;
• послеосмотровой метод ремонта;
• обслуживание, ориентированное на надежность.

Ремонт по техническому состоянию предполагает, что для групп производственных активов прописаны контрольные параметры, значения которых замеряются в ходе мониторинга или при снятии показаний датчиков. Для каждого контролируемого параметра прописаны «критические» точки, при достижении которых требуется принятие мер (например, ремонт). В частности, при износе деталей наблюдается изменение уровня вибрации.

Следовательно, проводя мониторинг различных параметров, характеризующих работу оборудования, можно вовремя обнаружить изменение технического состояния оборудования и запланировать ремонт только тогда, когда возникает реальная возможность отклонения его параметров за допустимые пределы. Как правило, при осуществлении ремонты по состоянию сильно сокращается количество ремонтных работ за счет исключения ремонта бездефектных узлов и увеличивается межремонтный ресурс по сравнению с ППР на 25−40 %.

Другое достоинство заключается в уменьшении затрат на покупку запчастей и инструментов по сравнению с ППР (заказ запчастей и инструментов происходит по мере необходимости проведения ремонтов). Кроме того, при ремонте по техническому состоянию обеспечивается экономия энергоресурсов, так устранение источников повышенной вибрации или, например, недопущение фрикционного износа щелевых уплотнений может снизить удельные затраты энергии до 15 %.

Как видно, ремонт по техническому состоянию имеет много достоинств. Тем не менее, в отечественной промышленности система ремонта по техническому состоянию производственных активов фактически не применяется. Существуют несколько причин, тормозящих процесс перехода от ППР к ремонтам по состоянию:

• нормативно-правовая база, предписывающая проводить плановые ремонты с определенной периодичностью для каждого типа оборудования;
• необходимость значительных инвестиций в средства диагностики;
• необходимость повышения требований к квалификации работников, обслуживающих оборудование;
• необходимость организационных преобразований: совершенствование планирования и составления графиков ремонта.

Последняя причина играет наиболее важную роль. Даже при переходе на систему ремонта по состоянию все равно придется планировать ремонты, только сроки и объем работ будут уточняться в зависимости от состояния оборудования. Однако задача планирования работ по техобслуживанию и ремонту на

предприятии, которое эксплуатирует тысячи единиц оборудования, – довольно сложная. Система ППР в отличие от системы обслуживания по состоянию использует стандартные для каждого вида оборудования нормы простоя его в ремонте и список типовых работ по каждому виду ремонта на данном оборудовании, таким образом, технический специалист при планировании просто определяет, какие работы войдут дополнительно в давно уже запланированный текущий ремонт.

Послеосмотровой метод ремонта направлен на решение тех же задач, что и метод ремонта по техническому состоянию, но принятие решения о ремонте происходит в результате визуального осмотра и контроля состояния оборудования. Это случается, как правило, при остановке оборудования для какихлибо профилактических мероприятий (например, при технологических чистках), а также в процессе эксплуатации.

Сегодня уже появились прогрессивные инструменты (ИТ-решения), которые способны реализовать функцию мониторинга технического состояния оборудования, а также на основе системы критериев и их постоянного обновления определять рискованные (аварийные) объекты, требующие обслуживания и ремонта. Такой инструментарий позволяет значительно повысить точность и оперативность планирования работ.

В последние годы появились десятки новых разработок как управленческих концепций, так и информационных систем, позволяющих улучшить процесс обслуживания. Одной из главных задач ремонтных служб является не только знание современных подходов к обслуживанию активов, но и умение выбрать из множества подходов именно те, которые дадут наилучшие результаты на данном предприятии, и, наоборот, определить, что какие-то подходы неприменимы в текущих условиях.

Наиболее популярной методикой в теории обслуживания является методика обслуживания по надежности, эффективно реализованная во многих западных энергокомпаниях. Методика известна во всем мире как RCM-методика (Reliability-centered Maintenance). Она определяет требования к обслуживанию производственных активов с учетом окружения, в котором эти активы эксплуатируются. Данный подход предполагает классификацию узлов и компонентов производственного актива в соответствии с их критичностью и риском отказа.

В целях обеспечения работоспособности обслуживаемого оборудования в современном мире все чаще используется аутсорсинг (от англ. outsourcing – заимствование ресурсов извне). Другими словами, аутсорсинг – это выполнение сторонней организацией определенных задач или некоторых бизнес-процессов, обычно не являющихся профильными для бизнеса компании.

Отличительной особенностью технологии ремонтов на базе аутсорсинга является внедрение методов неразрушающего контроля, которые обеспечивают получение достоверной информации о текущем состоянии оборудования без нарушения производственного цикла. Таким методом неразрушающего контроля является система мониторинга машин – непрерывного наблюдения и регистрации их технического состояния. Это достигается перестройкой тактики технического обслуживания – от ремонта вышедшего из строя оборудования к недопущению отказа вообще, путем перехода от системы ППР к системе непрерывного контроля и обслуживания по фактическому состоянию. Новое поколение систем мониторинга на базе компьютерной техники дает более высокие результаты благодаря возрастающим возможностям диагностики машин и оборудования.

Технология ремонтов на базе аутсорсинга имеет неоспоримые преимущества в эффективности использования оборудования, качестве его обслуживания и сроках выполнения ремонтных работ. При этом наиболее мощными «внешними ресурсами» обладают заводы машиностроения, располагающие технической и технологической документацией, а также производственными ресурсами для изготовления ремонтного железа, сборки узлов и машин, даже при необходимости их модернизации.

Использование аутсорсинга получило стремительный размах во всем мире в течение последних десятилетий. По мнению специалистов, на долю Германии приходится 13 % общемирового рынка аутсорсинга, 42 % – на компании США, 17 % – Великобритании.

Система организации труда при ремонтах направлена на определение оптимального варианта, позволяющего максимально сократить сроки ремонта без его удорожания. Это может быть осуществлено:

• за счет тщательной дефектации намечаемой к ремонту машины с максимальным выявлением деталей, подлежащих замене при предстоящем ремонте, и подготовкой чертежей на эти детали;
• выявления деталей, подлежащих восстановлению при ремонте, и определения процессов восстановления;
• подготовки механизмов, необходимых для ускорения разборки;
• подготовки промывочных средств;
• подготовки деталей и узлов взамен изношенных;
• комплектования бригад и смен в соответствии с реальным фронтом ремонтных работ;
• обеспечения материальной заинтересованности ремонтного персонала в сокращении сроков ремонта.

Высококачественное выполнение ремонтов обеспечивается:

• наличием уточненной дефектной ведомости, разработанной на основании предварительной;
• типового технологического процесса, определяющего методы выполнения основных слесарно-сборочных работ, технических условий на каждую операцию и технологической оснастки, которой следует пользоваться при выполнении ремонтов;
• проверенной оснастки для выполнения контрольных операций как для проверки базовых деталей, так и движения и взаиморасположения узлов машины.

Выполнение ремонтов на базе аутсорсинга предпочтительнее организовывать на достаточно новом оборудовании, изготовленном по современным технологиям. Для оборудования, отработавшего достаточный ресурс, надежность обеспечивают и старые методы ремонта.

2. Современные системы
для диагностирования состояния оборудования

Для оценки технического состояния оборудования используются все виды проникающих физических полей, излучений и веществ (магнитных, радиационных, рентгеновских, акустических и др.) для реализации неразрушающих методов контроля и диагностики. Неразрушающие методы контроля подразделяются на оптические, магнитные, электрические, вихретоковые, радиоволновые, тепловые, радиационные, акустические и проникающих веществ.

Визуально-оптический контроль. Для получения достоверной информации о состоянии диагностируемого объекта используют несколько методов неразрушающего контроля. В программе, по которой проводят диагностирование аппарата или машины, визуально-оптический контроль стоит обычно первым пунктом. Этот контроль основан на анализе взаимодействия оптического излучения с объектом контроля и главным контролируемым прибором.

Оптические приборы по виду приемника излучения условно делят на три группы: визуальные, детекторные и комбинированные. Если основным приемником лучистой энергии является глаз, то это визуальный прибор. Если приемником лучистой энергии являются химические реагенты (фотоэмульсии), люминесцирующие вещества, электронные устройства, то это детекторные приборы. Если обзор объектов контроля осуществляют и визуально и с помощью детектора, то это комбинированные приборы.

К визуальной группе приборов относятся лупы, микроскопы, эндоскопы; а также измерительные приборы: штангенциркули, щупы, индикаторные толщиномеры, радиусные шаблоны, линейки, угломеры, уровни и т.д. Эти приборы и инструменты используют при проведении визуального и измерительного контроля оборудования.

Радиационные методы неразрушающего контроля. Неразрушающий контроль оборудования радиационными методами основан на способности ионизирующих излучений проникать через конструкционные материалы (оптически непрозрачные) с той или иной степенью ослабления в зависимости от свойств изделия и воздействовать на регистрирующее устройство (детектор). Для радиационного контроля используют различные типы ионизирующих излучателей: рентгеновские аппараты, гамма-дефектоскопы и различного рода ускорители.

Детектирование при радиационном контроле – фиксирование дефектов в объекте контроля при просвечивании ионизирующими источниками, которое производится одним из трех способов: радиографическим, радиоскопическим или радиометрическим.

Радиографический способ наиболее распространен из-за простоты и документальности подтверждения результатов контроля. Способ основан на преобразовании радиационного изображения контролируемого объекта в радиографический снимок или запись этого изображения на запоминающее устройство с последующим преобразованием его в световое изображение. Радиографический способ используется для различных источников излучения, при его применении можно просвечивать стальные изделия толщиной от 1 мм до 700 мм.

Радиоскопический способ основан на преобразовании радиационного изображения контролируемого объекта в световое изображение на экране радиационно-оптического преобразователя. В процессе дефектации проводится анализ полученного изображения. Хотя чувствительность этого способа меньше, чем радиографического, данный метод экспрессивен, непрерывен и позволяет рассматривать объект контроля под разными углами (стереоскопическое видение).

Радиометрический способ основан на получении информации о внутреннем состоянии контролируемого объекта в виде электрических сигналов различной величины, длительности и количества. Этот метод позволяет автоматизировать процесс контроля, он отличается непрерывностью, высокой производительностью и не уступает по чувствительности радиографии. Особо важным этапом диагностики радиационными методами является расшифровка результатов контроля. Расшифровку проводят наиболее опытные операторы-расшифровщики с применением современной техники.

Акустические методы неразрушающего контроля. Акустические методы неразрушающего контроля нашли широкое распространение во многих отраслях промышленности благодаря следующим качествам:

• высокая чувствительность к мелким дефектам;
• большая проникающая способность;
• возможность определения размеров и места расположения дефектов;
• оперативность индикации дефектов;
• возможность контроля при одностороннем доступе к объекту;
• высокая производительность;
• безопасность работы оператора и окружающего персонала.

Акустические методы контроля имеют и недостатки: необходимость высокой чистоты обработки поверхности контролируемого объекта; наличие мертвых зон, которые снижают эффективность контроля; необходимость разработки специальных методов контроля для отдельных сложных объектов. Разработано большое количество методов акустического контроля изделий. Чаще всего в промышленности акустические методы используют для следующих целей:

• определение толщины объекта;
• контроль сплошности;
• определение физико-химических свойств материала объекта, а также изучение кинетики разрушения изделия, что позволяет прогнозировать их надежность.

Методы ультразвуковой дефектоскопии используют для ультразвуковой диагностики оборудования. Чаще всего применяют три метода обнаружения дефектов: эхо-импульсный, теневой и зеркально-теневой.

Эхо-импульсный метод реализуется путем ввода в объект контроля импульса ультразвука и приема отраженного от дефекта эхо-сигнала, который и свидетельствует о наличии несплошности. Фиксирование отраженного ультразвука (амплитуды сигнала) от границ объекта контроля и от дефекта осуществляется с помощью электронно-лучевой трубки.

Теневой метод характеризуется тем, что искатели (один – излучатель, другой – приемник) располагаются на противоположных поверхностях объекта контроля. Для теневого метода необходимо иметь возможность доступа к контролируемой зоне объекта с двух сторон, но при этом на эффективность влияет соблюдение определенного взаимного расположения искателей. Преимущества этого метода в том, что он позволяет уменьшить мертвую зону и эффективен при контроле малых толщин от 1 до 4 мм.

Зеркально-теневой метод отличается от рассмотренных выше методов тем, что наличие дефекта определяется по уменьшению амплитуды эхо-сигнала, отраженного от противоположной (донной) поверхности объекта и ослабленного этим дефектом.

Каждый из рассмотренных методов имеет определенную область применения, в которой он эффективен. Например, для контроля сварных соединений широко применяется эхо импульсный метод, так как он обладает более высокой чувствительностью, чем теневой и зеркально-теневой, а также позволяет совместить в одном искателе функции излучателя и приемника (прил. 32).

Магнитные методы неразрушающего контроля. Магнитные методы используют для диагностики объектов из ферромагнитных материалов, которые под действием внешнего магнитного поля значительно изменяют свои магнитные характеристики. Данные методы позволяют обнаруживать усталостные, шлифовочные, закалочные трещины и другие дефекты на поверхности объекта контроля, а в сварных швах – непровары, шлаковые включения, поры и т.д. Магнитные методы контроля основаны на регистрации и анализе магнитных полей рассеяния, возникающих в местах расположения дефектов (прил. 33). На практике наибольшее применение нашли два: магнитопорошковый и магнитографический. Использование данных магнитных методов контроля ферромагнитных материалов основано на их особой способности реагировать на внешнее магнитное поле.

Магнитопорошковый метод. Поля рассеяния, образующиеся над местами расположения дефектов, можно обнаружить с помощью порошков. Такие порошки состоят из ферромагнитных частиц, которые, попадая в неоднородное магнитное поле, сосредоточиваются в тех местах, где его силовые линии сгущаются, т.е. по краям дефектов или над дефектами. Намагниченные частицы порошка притягиваются друг к другу, образуя цепочки по магнитным силовым линиям поля рассеяния. Размеры частиц порошков находятся в пределах 0,1−60 мкм.

Магнитографический метод. Суть магнитографического метода заключается в том, что магнитные поля рассеяния от дефектов регистрируются с помощью магнитной ленты. Затем эта запись на ленте преобразуется в сигналы, которые считываются и становятся видны на экране электронно-лучевой трубки (прил. 34).

Капиллярная дефектоскопия. Данные методы контроля используют для выявления таких дефектов, как микротрещины и трещины, выходящие на поверхность объекта, поверхностные поры и непровары сварных швов. Перечисленные дефекты по своим физическим свойствам являются капиллярами, поэтому эти методы контроля называются капиллярными.

Капиллярная дефектоскопия основана на изменении контрастностей изображения дефектов и фона, на котором они выявляются с помощью специальных светои цветоконтрастных индикаторных жидкостей (пенетрантов). Пенетранты наносят на предварительно очищенную поверхность объекта контроля. Затем некоторое время выдерживают, чтобы пенетрант проник в полости дефекта. После этого его избыток удаляют и наносят проявляющий состав (проявитель). Пенетрант, оставшийся в дефектах, образует на фоне проявителя рисунок, по которому судят о наличии дефектов и их размерах.

Эффективность капиллярного метода контроля зависит от проникающей способности пенетранта и извлечения его из дефекта проявителем. Проникающая способность пенетранта зависит от адгезионных сил взаимодействия его молекул с молекулами поверхности дефектов и их размеров.

Процесс извлечения пенетранта связан с диффузией его из дефекта и сорбцией проявителем. Проявитель может применяться в виде порошка или суспензии, частицы которых также образуют систему мелких капилляров. Проявитель подбирается так, чтобы адгезионные силы взаимодействия его молекул с молекулами пенетранта были больше удерживающих сил пенетранта в капиллярах дефекта. В зависимости от свойств пенетранта и проявителя различают три метода капиллярного контроля: люминесцентный, цветной и люминесцентно-цветной.

Для люминесцентного метода характерно то, что в состав пенетрантов вводят вещества, которые при естественном освещении или облучении ультрафиолетовыми лучами становятся источниками излучения яркого свечения. Такие вещества называются люминофорами.

Метод красок основан на использовании пенетрантов, в состав которых входят специальные красители.

Кроме рассмотренных выше методов неразрушающего контроля, существуют и другие: вихретоковые, радиоволновые, электрические, тепловые, течеискания и вибрационные.

Наиболее простым и информативным параметром для оценки состояния агрегата является вибрация. В настоящее время накоплен значительный опыт применения методов вибрационного анализа для успешной диагностики самых различных механизмов, создана мощная аппаратная база – от простейших виброметров до сложных виброанализаторов и стационарных систем контроля вибрации.

Однако, как показывает современная мировая практика, для внедрения эффективной стратегии эксплуатации и технического обслуживания оборудования на основании сведений о его состоянии необходим комплексный подход к проблемам вибрационной диагностики: входной контроль, периодический и непрерывный мониторинг роторного оборудования, его диагностика, квалифицированный ремонт с обязательной последующей балансировкой, приемосдаточные испытания.

Наиболее перспективный способ повышения надежности работы оборудования на предприятии – сочетание двух факторов: скоординированной работы служб эксплуатации, технического надзора и ремонта и эффективное применение современных средств вибрационной диагностики. Одной из основных причин повышенной вибрации и быстрого износа узлов роторного оборудования является неуравновешенность ротора, поэтому выполнение квалифицированного ремонта невозможно без использования балансировочных станков.

Достоверная диагностика агрегатов с повышенной вибрацией, выявленных службой эксплуатации, и прогноз их ресурса требуют участия специально подготовленных и обученных мобильных диагностических групп, имеющих переносные виброанализаторы и программное обеспечение для накопления вибрационной статистики.

Персонал эксплуатационного цеха, оснащенного простейшими приборами для измерения вибрации – виброметрами, не требующими для работы специальных знаний, с определенной периодичностью измеряет уровни вибрации поднадзорного оборудования. Помимо измерений вибрации оцениваются уровни шумов, температура, другие параметры, производится визуальный осмотр. При непосредственном контроле руководства цехов за отчетный интервал времени (неделя, месяц) формируются и передаются в службу диагностики сводные таблицы вибрационного состояния оборудования и заявки на проведение диагностических работ.

На основании поданных заявок специалисты лаборатории вибрации производят дополнительные обследования проблемного оборудования, определяют и, в ряде случаев, устраняют причины повышенной вибрации, выдают рекомендации по срокам и объемам ремонтных работ. Реализация подобного подхода позволяет максимально эффективно использовать имеющиеся на предприятии человеческие ресурсы и обеспечивать безотказную работу всего оборудования.

Для проведения глубокой диагностики проблемных агрегатов, периодического мониторинга основного оборудования, балансировки в собственных подшипниках, осуществления входного контроля и приемосдаточных испытаний необходимо использовать виброанализаторы, позволяющие хранить в памяти результаты измерений, осуществлять обмен данными с компьютером, выполнять спектральный и другие виды анализа.

Применение подобных приборов требует определенных знаний и навыков, а их операторы, как правило, – это специально обученные работники бюро технической диагностики. При помощи виброанализаторов может быть проведена диагностика вспомогательного оборудования различных производств: вентиляторов, дымососов, воздуходувок, насосов, компрессоров.

Для проведения более детальной диагностики и дополнительных исследований, определения резонансов агрегата в различных точках (амплитудно-фазочастотные характеристики на разгоне – выбеге), выявления особенностей его работы при изменении нагрузки (временные характеристики) должна быть использована специальная многоканальная виброизмерительная аппаратура с возможностью синхронного измерения вибрации одновременно во многих точках.

Практически невозможно вручную проводить сравнительный анализ по многим агрегатам, поэтому для хранения, отображения и анализа данных вибрационных измерений всех контролируемых агрегатов нужна специализированная база данных. Исходя из высоких требований к ней, необходимо обеспечивать возможность оперативного обмена данными с прибором, хранить большие объемы структурированных данных (цех – агрегат – измерительная точка – тип замера – массив измерений), иметь мощный инструментарий для отображения различных сравнительных характеристик и возможность автоматического составления протоколов измерений и отчетов.

Для диагностики состояния оборудования используются и разрушающие методы, например сверление стенки емкостного аппарата с последующим замером ее толщины и заваркой места засверловки.

Выбор метода контроля зависит от многих факторов: чувствительности и разрешающей способности, характеристики диагностируемого оборудования, типа дефектов и др. Например, дефекты сварных швов эффективно выявляются при сочетании радиографического метода с ультразвуковым. Часто завершающими методами контроля емкостного оборудования и трубопроводов на прочность и плотность являются гидравлические и пневматические испытания.

Как правило, используют совокупность нескольких методов контроля, и эта совокупность является составной частью экспертизы, которой периодически должно подвергаться химическое оборудование в целях безопасной его эксплуатации.

Для обеспечения надежной эксплуатации оборудования необходимо знать остаточное время его работы (остаточный ресурс). Основой для определения остаточного ресурса являются результаты технического диагностирования и анализ условий эксплуатации оборудования. Заключение, которое готовится по результатам диагностирования оборудования, должно содержать указания по допустимому сроку его безопасной эксплуатации или гарантированный остаточный ресурс. Этот ресурс должен определяться по самому неблагоприятному режиму предстоящей эксплуатации. Если остаточное время работы оборудования определяют параллельно по нескольким критериям (коррозия, циклические нагрузки, изменение механических характеристик конструкционного материала и т.д.), то остаточный ресурс берется по тому критерию, который дает наименьшее значение остаточного времени. Следует отметить, что если расчетный остаточный ресурс превышает 10 лет, то его принимают равным 10 годам.

Системы мониторинга состояния технологического оборудования – наиболее эффективное средство снижения расходов на эксплуатацию оборудования. Это достигается перестройкой тактики технического обслуживания: от ремонта вышедшего из строя оборудования к недопущению отказа вообще. Мониторинг осуществляется как с помощью on line датчиков состояния, так и с помощью переносных диагностических устройств, проверяющих состояние оборудования с определенной периодичностью.

При on line-мониторинге предусматривается использование комплекса датчиков, регистрирующих основные параметры работы оборудования и технологического процесса, такие как характеристики электродвигателей, температура элементов оборудования, вибрационные процессы (в подшипниковых узлах, зубчатых зацеплениях и др.), рабочие нагрузки и другие, требуемые для данного производства. Полученные параметры передаются на центральный компьютер (сервер), на котором они представляются в цифровой форме с помощью аналогово-цифрового преобразователя. Некоторые параметры обрабатываются с помощью контроллеров перед передачей сигнала на сервер. Связь датчиков с сервером может осуществляться как по проводам, так и с помощью радиосигнала; в последнем случае надежность системы повышается.

Для реализации системы разработано программное обеспечение, включающее базу данных, достаточно удобный интерфейс, а также систему локальной сети, которая предусматривает не только связь системы датчиков с сервером, но и связь с другими компьютерами, в том числе переносными, обеспечивающими требуемым объемом информации персонал цеха.

Тензометрия с помощью датчиков сопротивления используется только при разработке и внедрении системы и в дальнейшей эксплуатации не требуется, поэтому надежность она не снижает.

Мониторинг оборудования включает также систему вибродиагностики. При этом система непрерывно получает сигнал от вибродатчиков и отображает виброграмму и ее спектр на экране. Данными для диагностики являются амплитуды наиболее высоких пиков спектрограммы. В случае их внезапного увеличения или смещения производится подача предупреждающего сигнала.

Достоинством системы является возможность непрерывного контроля правил эксплуатации оборудования, а также поддержания параметров технологического процесса в заданных пределах увеличения за счет этого сроков эксплуатации техники и обеспечения высокого качества продукции. При этом обслуживающий персонал остается в штате предприятия и осуществляет текущее техобслуживание и мелкие ремонты. В случае возникновения нештатной ситуации специалисты с помощью интернета могут связаться с центральным сервером и получить консультацию в любое время суток. Если этого оказывается недостаточно, то специалисты сервисной службы могут в кратчайшее время прибыть на это предприятие для ликвидации аварийной ситуации, анализа и устранения причин, ее вызвавших. Планирование капитальных ремонтов и изготовление запасных частей осуществляется сервисной службой при поддержке службы телесервиса и мониторинга.

При диагностике с помощью переносных диагностических устройств контроль состояния оборудования производится с определенной периодичностью.

Для упрощения процедуры диагностики основного и вспомогательного оборудования могут быть использованы экспертные системы. Основная задача таких систем – максимально упростить процесс диагностики и автоматизировать процедуру отчетности, т.е. избавить специалистов от рутинной работы. Экспертная система с высокой вероятностью определяет большинство типовых дефектов, таких как дисбаланс, расцентровка, износ подшипника, и позволяет специалистам расходовать освободившееся время на увеличение объемов контролируемого оборудования и более детальную диагностику сложных агрегатов.

Экспертные системы после процедуры внедрения и адаптации под конкретное оборудование могут успешно применяться на предприятиях с задействованием службы диагностики и уже на первых этапах обеспечивать высокое качество проведения диагностических работ. На предприятиях с успешно функционирующей службой диагностики использование экспертных систем позволяет существенно повысить эффективность работы лаборатории вибрации, уделять больше времени разработке новых методик диагностики и т.д.

Проблема контроля вибрации и диагностики оборудования в труднодоступных местах может быть решена при помощи полустационарных систем. В таких системах датчики в точках измерения – это подшипниковые узлы, которые смонтированы стационарно, а блоки коммутации выведены в безопасное место. Специалисты, проводящие диагностику, с необходимой периодичностью осуществляют сбор данных последовательно по всем каналам системы при помощи переносного анализатора, подключаемого к коммутирующему блоку для дальнейшего анализа и принятия необходимых организационных решений.

На завершающей стадии ремонта применяется балансировочное и центровочное оборудование. Именно такая организация процедур технического обслуживания и ремонтов обеспечивает максимально эффективную работу оборудования. В таком случае техническая диагностика – это и составная часть технического процесса (эксплуатация), неотъемлемое звено любого ремонта, и координирующая структура при оценке обосновано необходимого количества запасных частей и численности ремонтного персонала, и гарант безопасной и эффективной работы оборудования.

Техническая диагностика на современном предприятии – это ресурсосберегающая технология, квалифицированное использование которой существенно снижает затраты на обслуживание и ремонт оборудования.

Невозможно переоценить важность использования диагностики на предприятиях химической промышленности, где высокая стоимость и ответственность отдельных узлов и разнообразие оборудования предъявляют повышенные требования к квалификации персонала и используемым измерительным средствам.