ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Критерии и признаки обнаружения отказов оборудования и технологических схем из "Обеспечение и методы оптимизации надежности" Для практического обнаружения отказов ХТП, оборудования и технологических схем необходимо в соответствии с их спецификой как объектов исследования надежности выбрать критерии обнаружения или установления факта отказа, определить признаки проявления и характер фактического существования отказа объекта [1, 6—8]. [c.16] Работоспособное состояние ХТП, единиц оборудования и технологических схем, которые представляют собой различные виды объектов исследования надежности, определяется перечнем заданных параметров и допустимыми пределами их изменения— допусками. Нарушением работоспособного состояния любого объекта называется выход хотя бы одного из заданных параметров за установленный допуск. Признаки, позволяющие установить факт нарушения работоспособного состояния объекта, являются критериями обнаружения отказа [6]. Критерии отказа указываются в нормативно-технической документации на объект. Вид математического выражения для критерия обнаружения отказа при установленных в соответствии с нормативнотехнической документацией измеряемых или рассчитываемых значениях параметров состояния ХТП, оборудования и ХТС зависит от допустимого диапазона изменения их значений и от точности принятой статистики, используемой для выявления факта нарушения работоспособного состояния. [c.16] Статистика — это любая подходящая функция у Х, х ,. .., Хп) от множества результатов Х[, Хг,. .., Хп повторных отдельных измерений случайной физической величины ж, значение которой может быть предсказано с существенно лучшей точностью. Статистика позволяет получить оценку 9 параметра 0 функции распределения Рв(х) случайной величины ж. [c.16] Для обнаружения отказа любого объекта необходимо установить признаки проявления и характер фактического существования отказа. [c.17] Признаками проявления отказа [7] называются непосредственные или косвенные воздействия на органы чувств наблюдателя явлений, характерных для неработоспособного состояния объекта или процессов, с ним связанных. Признаками проявления отказов объектов являются, например, возникновение определенных шумов (стука) при работе машин, утечка газов или жидко, стей из аппаратов, трубопроводов и машин изменения установленных технологическим регламентом значений давления, температуры, расхода и концентраций веществ рост гидравлического и теплового сопротивления снижение выпуска и качества продукции, изменение ассортимента продукции и т. п. [c.17] Характером фактического существования отказа, или, более кратко, характером отказа объекта [7] будем называть конкретные физико-химические, технологические, механические и другие фактические изменения в объекте, связанные с возникновением отказа (повреждения). По характеру фактического существования выделим следующие основные типы отказов [1, 2] технологические механические организационно-технические аварийные неисправности АСУ ТП ошибочные действия обслуживающего персонала. [c.17] Классификация отказов ХТП, оборудования и технологических схем по характеру фактического существования отказа позволяет разработать конкретные инженерно-технические и профилактические мероприятия по предупреждению возникновения и по устранению отказов с целью повышения надежности и эффективности производств химических отраслей промышленности. [c.17] Технологические отказы — это отказы, обусловленные нарушением норм технологического режима ХТП, неисправностью основного технологического оборудования, нарушением последовательности выполнения технологических операций преобразования вещества и энергии изменением состава сырья плохим перемешиванием перерабатываемых веществ образованием взрывоопасных химических соединений образованием осадка отложением солей адгезией веществ вихреобразованием перегревом, старением катализаторов и т. п. [c.17] Рассмотрим некоторые примеры технологических отказов объектов [1, 2]. В соответствии с технологическим регламентом работоспособным состоянием колонны синтеза ХТС крупнотоннажного производства карбамида [1, 49] является такое состояние, при котором в данном элементе ХТС поддерживается температура 180—190 °С и давление 20 МПа, достигается заданная степень превращения диоксида углерода в карбамид (не ниже 0,67), обеспечиваются безопасные условия труда для обслуживающего персонала и не загрязняется окружающая среда. Нарушение параметров указанного работоспособного состояния приводит к отказам колонны, связанным с необходимостью ее блокирования н аварийного останова всей системы. [c.18] Отказы обусловлены проникновением реакционной смеси во фланцевое соединение крышки или в линзовое соединение колонны образованием трещин в футеровке колонны или нарушением заданного мольного соотношения аммиака, диоксида углерода и воды на входе в смеситель перед колонной синтеза. [c.18] Нарушение регламентированных значений параметров технологического режима ректификационной колонны (в частности, увеличение температуры илава карбамида, поступающего в колонну, выше 135 °С), приведет к отказу колонны, характер)1зуемому либо резким увеличением образования нежелательной примеси — биурета, либо к неполному разложению непрореагировавшего карбамата аммония и как следствие к увеличению расходных норм сырья и ухудшению качества продукта — гранулированного карбамида. [c.18] В ХТС производства серной кислоты контактным способом Р , 49] могут возникать отказы контактного аппарата, заключающиеся в резком С 1ижеин11 степени конверсии диоксида серы в триоксид. Отказы обусловлены спеканием зерен катализатора и как следствие полной потерей активности катализатора при повышении температуры в аппарате до 800—900 °С. [c.18] В крупнотоннажных установках первичной нефтепереработки технологические отказы кожухотрубчатых теплообменников могут быть обусловлены возрастанием теплового сопротивления труб вследствие отложения солей на стенках труб и их коррозии, что приводит к нарушению регламентированных значений температур выходных потоков. [c.18] Механические отказы — отказы, вызванные нарушением целостности конструкций разрушением отдельных деталей и узлов оборудования нарушением режимов движения вращающихся и перемещающихся деталей машин, механизмов и технологического оборудования загрязнением, коррозией и эрозией оборудования и машин неравномерным распределением силовых нагрузок, износом, старением и т. п. [c.18] Приведем примеры механических отказов технологического оборудования. Механические отказы колонн ректификации могут быть обусловлены коррозионным износом сварных соединений, а также штуцеров и днищ колонн, засорением или забивкой отверстий тарелок повышением гидравлических сопротивлений переливных патрубков расширением отверстий тарелок, вызванным коррозией [61]. [c.18] Отказы аппаратов воздушного охлаждения обусловлены выкрашиванием подшипников и поломкой зубьев конических шестерен. Отказы кожухотрубчатых теплообменников могут быть вызваны засорением труб, образованием трещин и вибрацией, коррозией и утечками вещества через трубное и межтруб-ное пространства. Отказы реакторов с перемешивающими устройствами обусловлены, во-нервых, заклиниванием шарикоподшипников в верхней и нижней опорах перемешивающего устройства и, во-вторых, заливкой в лубрикатор масла, загрязненного посторонними примесями [65]. [c.18] Для устранения механических отказов насосов и компрессоров крупнотоннажных агрегатов необходимо применять более стойкие конструкционные материалы, повысить прочность поршневых колец и подшипников, изменить конструкцию пружин и коллекторов всасывания, повысить качество сальниковых уплотнений и др. [1]. [c.19] Организационно-технические отказы — это отказы, обусловленные прекращением подачи сырья, электроэнергии, греющего пара или охлаждающей воды, отсутствием места на складе или транспортных средств для отгрузки готовой продукции и др. Так, отключение электроэнергии или прекращение снабжения природным газом в ХТС агрегата УКЛ-7 [1, 49] приведет к останову газовой турбины (ГТТ-3) и, следовательно, простою всей системы и даже к возникновению аварийной ситуации. По данным производственно-технических отчетов, неритмичная работа (частые простои) подсистем выпарки и гранулирования карбамида вызвана отсутствием места на складе для хранения и железнодорожных вагонов для отгрузки готовой продукции. [c.19] Аварийные отказы — это отказы, сопровождаемые взрывами, пожарами, выбросами отравляющих веществ, разрушением зданий, оборудования, технологических трубопроводов, несчастными случаями и т. п. Защита оборудования и сооружений от взрыва в крупнотоннажных агрегатах особенно важна, поскольку авария может привести к остановке всего предприятия. Трудность задачи усугубляется необходимостью обеспечения высокой степени безопасности агрегата при максимальной экономичности технических решений [1, 69]. [c.19] Нередко аварийные отказы ХТС возникают в результате неправильного управления различного рода переключающими устройствами, которые должны обеспечивать переключение технологических потоков, включение насосов и т. д. [1, 67, 68]. Отказы в данном случае обусловлены тем, что общее число возможных переключающих устройств в технологической схеме ХТС огромно, так что нельзя заранее предвидеть и предотвратить блокировкой все опасные комбинации их включения. [c.19] Вернуться к основной статье