Надежная работа НПС неразрывно связана с организацией ремонта и межремонтного обслуживания эксплуатируемого оборудования и аппаратуры. Как известно, при этом расходы на поддержание работоспособности оборудования зачастую значительно превосходят его первоначальную стоимость.
Однако, как показывает опыт эксплуатации, широко применявшаяся до настоящего времени планово-предупредительная система (ППР), регламентирующая заранее установленные сроки и объемы ремонта, имеет ряд существенных недостатков, главные из которых - недоиспользование ресурса деталей, что приводит к завышению общего количества, а следовательно и суммарной трудоемкости ремонтных работ; эксплуатация магистральных и подпорных насосных агрегатов с заниженными значениями КПД и напора; невозможность поддержания требуемых показателей надежности, что может привести к невыполнению требований промышленной безопасности и сокращению объемов перекачки нефти.
Кроме того, анализ фактического состояния системы технического обслуживания и ремонта (ТОР), выполненный по ряду предприятий, показывает на очень большие отклонения фактических сроков проведения ремонтов по основному технологическому оборудованию.
Это объясняется тем, что действующие нормативные документы системы ППР, оборудования нефтеперекачивающих станций недостаточно учитывают влияние условий эксплуатации на техническое состояние машин.
С точки зрения достижения реального снижения трудозатрат на ТОР более эффективным считается в настоящее время применение качественно нового подхода к системе планирования и организации ТОР, основывающегося на результатах контроля и оценки фактического технического состояния оборудования НПС. Сохраняя, в принципе, плановый характер организации ремонта и контроля технического состояния оборудования, такая система ТОР в перспектив будет опираться на широкое применение средств технической диагностики. Ее эффективность предопределяется тем, что сроки вывода в ремонт и объемы работ определяются не как заранее определенные среднестатистические и нормированные величины, а назначаются индивидуально для каждого агрегата путем математической обработки диагностических параметров о его состоянии.
С учетом изложенного для выявления и предупреждения отказов можно выделить следующие стратегии ТОР оборудования НПС: по потребности после отказа; планово-предупредительная в зависимости от наработки; по состоянию.
Стратегия ТОР после отказа состоит в том, что оборудование НПС и их составные части ремонтируют по потребности после возникновения отказа, поломки в случайные моменты времени. Трудоемкость восстановления в этом случае тоже величина случайная.
Система обеспечивает почти полное использование ресурса (долговечности), отдельных деталей, так как элементы эксплуатируются до отказа. В то же время показатель безотказности остается низким в связи с отсутствием работ по предотвращению отказов.
Кроме того, аварийный ремонт сопровождается большими материальными издержками. Факт отказа при такой стратегии ТОР может привести к серьезным последствиям, влекущим за собой сокращение перекачки, длительный простой оборудования, ухудшению безопасности эксплуатации объекта.
Основу планово-предупредительной системы ТОР составляет плановый предупреждающий отказы ремонт (обслуживание) оборудования, осуществляемый регламентно через отказывает в случайный момент t, в межремонтном периоде, то проводится внеплановый ремонт длительностью tB.
Следующий плановый ремонт осуществляется через время tM или через время tM + t,, т.е. данная система ТОР имеет две разновидности: с учетом наработки до отказа в межремонтном периоде и без учета наработки до отказа. В первом случае возникает необходимость постоянной корректировки графиков планово-предупредительного ремонта. По этой системе при планировании технического обслуживания и ремонта оборудования НПС используют так называемые календарный и регламентный методы.
Календарный метод состоит в проведении технического обслуживания в зависимости от срока службы оборудования (узла или элемента), т.е. календарного времени их эксплуатации. Интенсивность использования оборудования при этом не учитывается.
Этот метод применяется для оборудования, находящегося в эксплуатации в режиме ожидания (задвижки, вентиляторы, компрессоры и т.п.). Замена и ремонт по календарным срокам без учета использования оборудования ведет к неоправданным материальным и трудовым потерям.
Регламентный метод состоит в проведении технического обслуживания оборудования по достижении определенной наработки при достижении которой происходит выработка ресурса. Организация технического обслуживания остается сравнительно простой, но возможности экономии сил и средств используются неполностью.
Ввиду высоких требований к безотказности агрегатов и систем НПС межремонтный ресурс должен назначаться таким образом, чтобы его с высокой вероятностью, например не менее ун = 95 %, все отработали узлы и детали. Однако, если в расчетах пользоваться среднестатистическими данными о надежности элементов рассматриваемого типа, распределение которых обычно подчиняется нормальному закону, то при таком подходе, во-первых, все же не исключается возможность отказа отдельных элементов в счет вероятности, равной (100 -- ун) %, и в подавляющем большинстве элементов не полностью используются индивидуальные резервы их работоспособности.
Практический опыт и исследования показывают, что традиционный метод замены узлов и деталей оборудования, по отработке установленного межремонтного ресурса имеет целый ряд существенных недостатков. К ним относятся: низкий коэффициент использования деталей из-за частых снятий и выполнения неоправданно большого объема ремонтных работ; недоисния неоправданно большого объема ремонтных работ; недоиспользование индивидуальных ресурсов подавляющего большинства деталей; отрицательное влияние на надежность оборудования вследствие повышения интенсивности послеремонтных отказов. Кроме того, при данном методе замены не исключаются случаи внезапных отказов и требуется наличие большого обменного фонда запасных частей и значительных трудовых затрат при восстановлении работоспособности оборудования.
Одним из радикальных путей повышения надежности и эффективности использования узлов и деталей оборудования на перспективу, является разработка и внедрение в практику эксплуатации нефтепроводного транспорта метода обслуживания оборудования по техническому состоянию. Сущеность метода заключается в проведении непрерывного или периодического контроля и измерения параметров, определяющих техническое состояние деталей, для обеспечения заданного уровня их надежности при эксплуатации и более полного использования индивидуальных ресурсов.
При этом элемент подвергается замене только тогда, когда значение прогнозируемого параметра данного элемента (агрегата) приблизилась к предельному уровню. В остальных случаях эксплуатация продолжается до очередной проверки его состояния.
При этом значительно сокращаются трудозатраты на обслуживание, сокращается расход дорогостоящих узлов и деталей. Принципиальная возможность и внедрение метода замены по техническому состоянию обеспечивает увеличение средней наработки деталей и узлов между заменами в 1,5-5-2 раза, сокращение удельных приведенных затрат на ТОР и восстановление работоспособности в 1,5 раза.
Эта стратегия ремонта наиболее целесообразна для магистральных и подпорных насосных агрегатов, на долю которых приходится 90-96 % всей потребляемой электроэнергии НПС, и отказы которых могут привести к серьезным последствиям. При реализации этой стратегии ТОР периодически проводят проверку состояния насосного агрегата, по результатам которой оценивают его состояние в момент контроля tki и прогнозируют его к моменту последующего контроля tki+1.
На основании анализа текущих прогнозных параметров состояния насосного агрегата в сопоставлении с предельно допустимыми определяют потребность в ремонте его на межпроверочном интервале времени (tki, tki+1). В этом случае проводят ремонт агрегата по потребности, характеризующейся тем, что срок его заранее не регламентируется, а определяется остаточным ресурсом.
Объем ремонта определяют потребностью в замене узлов или деталей, обусловивших предотказовое состояние оборудования. В случае возникновения отказа на периоде (tki, tki+1) агрегат подвергается восстановительному ремонту.
Стратегия ТОР по состоянию может иметь две разновидности: первая характерна для ремонта по потребности без диагностирования состояния НА, когда отклонение параметра состояния превышает предельно допустимое значение; вторая -для ремонта по потребности с диагностированием состояния (или дефектовкой), когда отклонение фактического значения параметра состояния равно предельно допустимому.
Обслуживание и ремонт по состоянию с контролем параметров предусматривает непрерывный или периодический контроль и измерение параметров, определяющих техническое состояние функциональных систем и изделий. Такими параметрами для насосных агрегатов могут быть вибрация, температура, напор, КПД, кавитационный запас, сила тока и пр.
Данная стратегия требует разработки методов и средств диагностирования, обладающих большой информативностью.
Стратегия ТОР — по состоянию обладает максимальными возможностями по управлению техническим состоянием оборудования НПС.
Реализация стратегии ТОР по состоянию потребует знания характеристик надежности функциональных систем и изделий в процессе эксплуатации, четкой организации информационного обеспечения, наличие средств контроля и диагностики. Это, в свою очередь, повлечет перестройку технологии и организации эксплуатационных и ремонтных служб предприятия.
При каждой системе технического обслуживания и ремонта используют определенные управляющие показатели. В условиях системы по потребности применяют минимальное число показателей: степень восстановления ресурсных и функциональных параметров, а также полный срок службы машины или ее составной части до списания.
При планово-предупредительной системе по периодичности дополнительно используют периодичность обслуживания и ремонта. При планово-предупредительной системе по состоянию дополнительно используют межконтрольную наработку, допускаемые без технических воздействий отклонения параметров состояния, погрешность измерения параметров, а также остаточный ресурс до ремонта.
Контроль фактического технического состояния оборудования требует совершенной системы диагностики, обучения персонала, организации единой автоматизированной системы сбора и анализа показателей надежности, разработки мероприятий по снижению погрешностей определения технологических параметров, создания системы метрологического обеспечения измерений и обработки сигналов и т.д. Без выполнения всех этих условий переход на новую систему ТОР не возможен.
Планирование ТОР должно осуществляться с учетом технических, экономических и технико-экономических критериев. На рис. 3.1 показаны основные критерии планирования ТОР.
