СОВРЕМЕННЫЕ СТРАТЕГИИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Генералов А.С., Рябинин В.Б., Цымбаларь А.А.

ФГБОУ ВО РОСБИОТЕХ, г. Москва, Российская Федерация

 Аннотация. Рассмотрены современные стратегии технического обслуживания промышленного оборудования. Определены цели и задачи технического обслуживания, приводится краткий обзор методов технического диагностирования. Перечислены преимущества и недостатки различных методов диагностирования.

MODERN STRATEGIES FOR MAINTENANCE AND REPAIR OF INDUSTRIAL EQUIPMENT

Generalov A.S., Ryabinin V.B., Tsymbalar A.A.

FGBOU VO ROSBIOTEKH, Moscow, Russian Federation

Annotation. Modern strategies for the maintenance of industrial equipment are considered. The goals and objectives of maintenance are defined, a brief overview of the methods of technical diagnostics is given. The advantages and disadvantages of various diagnostic methods are listed.

Роль технического обслуживания технологических машин промышленных предприятий заключается не в ремонте поврежденного оборудования, а в предотвращении его повреждения. Необходимо чтобы оборудование работало эффективно, надежно и безопасно. Цель технического обслуживания может быть выражена через три взаимосвязанных требования [1]:

• достичь максимальной производительности: обеспечить непрерывную и удовлетворительную работу машины в течение всего срока ее службы — или даже дольше; обеспечить более высокую загрузку машины с минимальными затратами времени на техническое обслуживание и ремонт; постоянно совершенствовать производственный процесс.
• оптимизация производительности машины. Плавные и эффективно работающие машины стоят дешевле и производят продукцию более высокого качества.
• обеспечьте безопасность работы.

Обслуживание оборудования имеет важное значение для долговременной бесперебойной работы. В ходе технологического развития было разработано несколько видов технического обслуживания, применение которых зависит от ряда типа машин и последствий от их поломки. Поэтому небольшое и резервное оборудование по-прежнему используется без обслуживания, то есть работают до отказа. Примерами такого типа обслуживания являются бытовые приборы (мы не проводим регулярный осмотр пылесоса или микроволновой печи); в промышленности это могут быть небольшие (и резервные) насосы. Такой тип обслуживания называется «реактивным обслуживанием». Для более дорогостоящего оборудования с более дорогостоящей эксплуатацией был установлен метод периодического технического осмотра или ремонта, который называется «профилактическим обслуживанием». Примерами такого типа обслуживания могут быть автомобили, имеющие сервисную книжку, а некоторые сервисные задачи выполняются в определенные периоды времени. Таким образом, обрабатывается также количество крупных промышленных объектов. Целью является предотвращение отказа машины. Время ремонта определяется скоростью отказов аналогичного оборудования — частота отказов отражает так называемое среднее время до отказа. Это представляет собой определенную слабость этого метода, потому что трудно оценить время между ремонтами — некоторые устройства имеют отказ до планового ремонта, некоторые из них пересматриваются или ремонтируются «бесполезно» (с ними все в порядке).

Во многом благодаря усилиям по предотвращению неожиданных сбоев, а также из-за усилий по оптимизации расходов на техническое обслуживание, которые на средних предприятиях составляют около 1/3 всех затрат, разработано два других способа технического обслуживания [2]:

Прогностическое обслуживание – машина, ремонтируется, когда ее состояние требует ремонта, а не через заданные интервалы времени. Конечно, необходимо знать это условие и, следовательно, следить за работой машины, т. е. проводить мониторинг и диагностику. Такой подход помогает нам избежать незапланированных остановок и сбоев. Основная идея — правильная информация в нужное время. Если мы знаем, какая часть оборудования требует замены или ремонта, мы можем заказать запасные части, организовать обслуживание, выполнить отключение в оптимальное время. Такое запланированное отключение короче и менее дорогостоящее, чем остановка, вызванная сбоем оборудования или даже авариями. Другими преимуществами прогностического обслуживания являются увеличение срока службы оборудования, повышение безопасности, меньшее количество несчастных случаев с негативными последствиями для окружающей среды, оптимизированное управление запасными частями.

Проактивное обслуживание – в дополнение к предыдущему типу обслуживания это также включает устранение основных причин ухудшения состояния. Корректирующие действия не фокусируются на текущих признаках неисправности (например, поврежденный подшипник), но основная идея заключается в выявлении и устранении основной причины неисправности (например, повреждение подшипника возникло из-за плохого выравнивания машины).

Существуют также другие современные методы обслуживания, такие как RCM — централизованное обслуживание на основе надежности, которое используется в авиации.

Когда применяется прогностическое и проактивное обслуживание, необходимо определить текущее состояние машины. Процесс технического обслуживания можно разделить на пять этапов [2]:

1. Определение начального условия – тщательное измерение машины выполняется в то время, когда оно находится в хорошем состоянии, что обеспечивает базовые контрольные значения для последующего сравнения.
2. Контроль – на машине определяются точки, при которых колебания измеряются с регулярными временными интервалами. Обычно измеряется общее значение вибрации. Эта деятельность может проводиться обученным работником без диагностических знаний.
3. Обнаружение – данные, полученные посредством мониторинга, просто количественно оцениваются. Для каждой измеряемой величины устанавливаются пределы тревоги. Превышение запрограммированного предела тревоги означает предупреждение о проблеме.
4. Анализ (сама диагностика) – после обнаружения проблемы проводятся подробные измерения и анализы (оценка тренда, анализ БПФ, фазовый анализ и пр.), что позволяет более четко рассмотреть проблему и ее основную причину.
5. Рекомендация – как только основная причина проблемы обнаружена, можно рекомендовать и реализовать экономически приемлемые корректирующие действия.

Термин «диагностика» обычно используется для контроля и оценки состояния машины во время работы. В статье рассматривается вибрационная диагностика, при которой обнаружение дефектов машины основано на анализе ее вибрации. На практике целесообразно или даже необходимо использовать другие параметры для мониторинга. Большинство процедур описаны международными стандартами ГОСТ ИСО [3, 4]. Рассмотрим основные типы диагностики в зависимости от вида проанализированных параметров:

• Функциональная диагностика. Используются все доступные измеренные рабочие параметры, которые позволяют оценить состояние машины в эксплуатации. Для очень дорогого оборудования онлайн системы используются с большими базами данных и с программным обеспечением для анализа. Для менее важных механизмов параметры периодически записываются или проводятся некоторые проверки во время работы для проверки правильной работы. Стандарт ГОСИ ИСО 17359 — Мониторинг состояния и диагностика машин. Общие положения касаются этой проблемы. Для вращающихся машин большинство дефектов проявляется в изменении количества и спектрального содержания вибраций.
• Трибодиагностика (анализ смазочных материалов). Она выполняет две основные задачи: мониторинг состояния смазки. Разложение смазки может происходить по разным причинам (окисление, проникновение воды или других веществ и т. д.); анализ примесей и изнашиваемых частиц (феррография). На основе материала и формы частиц, присутствующих в смазке, проводится оценка места повреждения машины.
• Термодиагностика (измерения температуры, тепловидение). Используя локальные или поверхностные измерения температуры, можно определить участки с различной температурой и определить причину повышенной температуры (чрезмерное трение, высокое электрическое сопротивление и т. д.). Термодиагностика широко распространена при проверках электрических переключающих передач, высоковольтных линий, труб горячей воды.
• Ультразвуковая диагностика – основывается на физическом факте, что сухое трение генерирует ультразвук. Он также образуется при возникновении потока — утечки из-за утечек и трения в уплотнениях и пр. Кроме того, электрические разряды также производят ультразвук, и поэтому этот метод и инструменты, основанные на нем, также используются специалистами в области электрооборудования.
• Электродиагностика – на основе анализа электрических величин (например, источника питания) для обнаружения неисправностей электрических машин (например, сломанных роторных стержней).
• Вибрационная диагностика – вибрационный сигнал включает информацию о причине вибрации и ее анализе с использованием разных методов, обнаруживается возникающая или развивающаяся ошибка. Для вращающихся машин это обычно метод, который охватывает наиболее возможные ошибки (см. Пример стандарта в таблице). Вибрационная диагностика более подробно описана в ГОСТ ИСО 13373-1 [3]: Мониторинг состояния и диагностика машин — Контроль состояния вибрации — Часть 1: Общие процедуры и ГОСТ ИСО 13373-3 [4]: Вибрация. Оценка состояния машин по результатам измерений вибрации на вращающихся валах.

 Таблица – Диагностические признаки различных неисправностей

Список литературы:

1. Кормильцин Г.С. Диагностика технологического оборудования: учебное пособие/ Кормильцин Г.С., Воробьев А.М., Промтов М.А. -Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2012. – 99с.- ISBN 978-5-8265-0668-4.
2. Яблоков А.Е. Научно-практические основы создания автоматизированных систем технического мониторинга и диагностики оборудования зерноперерабатывающих предприятий на базе нейросетевых методов анализа данных: Монография / Яблоков А.Е., Благовещенский И.Г. – М., МГУПП 2022. –221 с. Яблоков А. Технический мониторинг, диагностика и защита оборудования / Яблоков А., Федоренко Б., Латышев М. // Комбикорма. 2018. № 6. – С. 32-34.
3. ГОСТ ИСО 7919-1-99 Механическая вибрация машин, исключая возвратно-поступательные машины. Измерения на вращающихся валах и оценка. Часть 1 Основные принципы. – Введ.1999-12-17 – М. : ИПК Изд-во стандартов, 2000. – 15 с.
4. ГОСТ Р ИСО 7919-3-99. Вибрация. Оценка состояния машин по результатам измерений вибрации на вращающихся валах. (Введен с 01.07.00). – М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000. Ч.3. — 10 с.