Основные задачи практической теории надежности

Министерство образования и науки

Российской Федерации

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

По дисциплине «Надежности технических систем и техногенный риск»

 

Тема: «Основные задачи практической теории надежности»

 

 

 

 

                          

                             Выполнил: студент гр.

                              Проверила:  д.ф.м.н. профессор Лялькина Г.Б.

 

 

 

 

 

Пермь 2012

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………….. 3

1.Факторы, влияющие на практическую надежность технических систем. . . . . . . . . . . . . .5

2. Конструктивные факторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3. Производственные факторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

4.Эксплуатационные факторы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

-  Субъективные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

-   Объективные (внешние, внутренние). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

5. Защита от внешних эксплуатационных факторов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………………..8

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………………… 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Для оборудования, используемой в нефтегазовой промышленности, в частности в бурении нефтяных и газовых скважин ( буровая установка, буровые насосы, буровая лебедка) характерно значительное рассеивание показателей надежности, из-за нестабильности качества нового или отремонтированного оборудования и различных условий их эксплуатации. Вследствие этого основы надежности технических систем должны закладываются на этапе проектирования бурового оборудования, с учетом основных факторов влияющих на основные задачи практической теории надежности.

Пример: 18.07.2009 на кусте № 2 Этышского месторождения нефти производилась передвижка вышечного блока буровой установки БУ 2000/125 ЭП-2 (заводской № 6) на 13,5 м. В 8 часов буровая установка была принята производителем работ Воложениновым А. Г. для передвижки вышечного блока. Вышечный блок опустили с домкратов, убрали коммуникации. Из-под колес вышечного блока убрали упоры, состоящие из двух фиксирующих башмаков, скрепленных между собой шпильками. На задержку вышечного блока, в случае продолжения его движения после остановки гидроцилиндров механизма передвижения, было установлено 2 трактора. Вышечный блок был передвинут на 8 метров. Для дальнейшего передвижения необходимо было демонтировать, переместить и установить по ходу движения пару рельсовых опор (тумб). После установки фиксирующих башмаков бригада приступила к демонтажу рельсовых опор. Для демонтажа рельсовых опор трактора с задержки были сняты. При производстве дальнейшей работы произошло непредвиденное проседание грунта, повлекшее проседание рельсовых опор и самопроизвольное движение вышечного блока с последующим опрокидыванием и разрушением вышки. При этом были допущены следующие нарушения требований нормативно-технической документации:

1. Площадка под рельсовыми опорами  для монтажа буровой установки не была спланирована по нивелиру. (Субъективные эксплуатационные факторы)

2. Рельсовые опоры по ходу  движения вышечного блока были  установлены на увлажненный грунт. (Объективные эксплуатационные факторы)

3. Не было принято своевременных  дополнительных мер для предотвращения возможного смещения вышечного блока при передвижке. . (Субъективные эксплуатационные факторы)

Комиссия, проводившая расследование, установила следующие технические  и организационные причины аварии:

Проседание рельсовых опор в  процессе передвижки вышечного блока вследствие:

- установки рельсовых опор по  ходу движения вышечного блока  на увлажненный грунт;

- выдавливания грунта из-под  фундамента рельсовых опор в  результате длительной остановки  вышечного блока при передвижке.

Площадка под рельсовыми опорами для монтажа буровой установки не была спланирована по нивелиру в соответствии с требованием руководства по эксплуатации. Вышкомонтажной бригадой не были приняты своевременные дополнительные меры безопасности, исключающие возможность самопроизвольного движения вышечного блока на период длительной остановки при передвижке. Руководством по эксплуатации механизма передвижения и выравнивания вышечного блока буровой установки не предусмотрено следующее:

- порядок действий в случае  проседания грунта под рельсовыми опорами при движении вышечного блока;

- фиксация вышечного блока при  его остановке во время передвижения.

При передвижении вышечного блока  буровой установки по рельсовым  направляющим с помощью гидроцилиндров заводом-изготовителем не предусмотрена принудительная остановка движения с помощью механических устройств в направлении перемещения. (конструктивный фактор)

Цель моей работы: изучить основные задачи практической теории надежности.

Из цели вытекает необходимость  решить следующие задачи:

1. Факторы, влияющие на практическую надежность технических систем
2. Конструктивные факторы
3. Производственные факторы
4. Эксплуатационные факторы

4.1   Субъективные эксплуатационные факторы 

4.2   Объективные эксплуатационные факторы  (внешние, внутренние)

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Факторы, влияющие  на практическую надежность технических систем

 

• конструктивные;
• производственные;
• эксплуатационные.

 

2.Конструктивные  факторы

 

К конструктивным относят  факторы, которые еще на этапе  проектирования и конструирования технического объекта предопределяют условия возникновения последующих отказов.

Конструктивные факторы  включают в себя:

• выбор структурной и функциональной схем, а также способов резервирования;
• выбор материалов и комплектующих элементов;
• определение режимов и условий работы элементов в системе;
• требования на допуски технологических характеристик;
• разработку технической документации и другие.

Поисковые и прикладные исследования на этапе проектирования предполагают разработку нескольких вариантов построения сложных систем, учитывающих различные пути и способы повышения надежности как отдельных ее элементов, так и системы в целом. Оптимальные конструктивные решения дают возможность заранее выбирать облегченные режимы работы технических объектов и их элементов и в то же время позволяют обеспечить их работоспособность при достаточно больших отклонениях технологических параметров от заданных. Например, с этой целью в соединениях отдельных деталей механизмов используют упругие элементы вместо жестких. Один из путей повышения надежности изделий - это обеспечение ремонтопригодности сложных объектов путем унификации отдельных деталей, узлов и механизмов. После разработки теоретического обоснования проекта обычно строится опытный образец. С целью минимизации влияния конструктивных факторов на надежность изделий и своевременного выявления недостатков разработки обычно проводят провоцирующие, в том числе форсированные, испытания при повышенных нагрузках. При экспериментальной отработке опытных образцов изделий выявляются и устраняются ненадежные изделия и их узлы, а также недопустимые режимы эксплуатации. После устранения выявленных недостатков изделия запускают в серийное производство. Конструктивные факторы закладывают основу надежности.

 

3.Производственные факторы

К производственным относят  факторы, возникающие в процессе изготовления технического объекта. Производственные факторы - это технологические факторы собственно производства, а также монтажа и наладки оборудования, включающие в себя:

• контроль качества исходных материалов и комплектующих;
• организацию процесса технологического изготовления оборудования;
• контроль качества продукции на всех этапах технологического процесса;
• контроль качества при монтаже и наладке оборудования;
• условия работы на производстве и другие.

Производственные факторы  обеспечивают надежность объекта и процессе его изготовления. Дефекты, возникающие в процессе производства изделий, можно выявить на этапе приработки изделия с помощью испытаний. С этой же целью перед сдачей ответственных изделий в эксплуатацию часто проводят предпусковые испытания.

4.Эксплуатационные  факторы

К эксплуатационным факторам относят внешние, воздействующие на объект факторы и факторы, возникающие в результате мероприятий, проводимых в ходе технического обслуживания объекта. Эксплуатационные факторы проявляются вне сферы проектирования и производства. Выделяют объективные и субъективные эксплуатационные факторы.

 

4.1   Субъективные эксплуатационные факторы

Субъективный эксплуатационный фактор -это человеческий фактор, влияющий на надежность объекта из-за действий обслуживающего персонала.

 

4.2    Объективные  эксплуатационные факторы

Объективные эксплуатационные факторы подразделяют на внешние (излучения, вибрация, ударные и другие механические нагрузки, агрессивные среды) и внутренние (старение, износ, коррозия оборудования), возникающие под воздействием времени и внешних факторов.

Среди внешних эксплуатационных факторов, влияющих на надежность оборудования, выделяют биологические факторы, такие как воздействие бактерий, насекомых, плесеней и другие, а также климатические факторы. К климатическим факторам относятся: высокие и низкие значения температуры, влажность, солнечное облучение, атмосферное давление, ветер, гололед, воздействие песка и пыли.

 

5. Защита от  внешних эксплуатационных факторов

В качестве защиты от биологических  факторов используют изоляционные материалы, покрытия со специальными пропитками, средства химической защиты и другие. Плесневые грибы обрабатывают ядами и фунгицидами, останавливающими рост плесени. Вид защиты определяется условиями эксплуатации, которые могут существенно различаться. Например, эксплуатация кабелей в Африке должна предусматривать защиту от термитов, а Антарктиде - защиту от низких температур.

Защита от климатических  воздействий проводится в двух основных направлениях: выбор высококачественных комплектующих и использование специальных методов и средств защиты. Например, большинство отказов технических изделий в процессе эксплуатации возникает в местах контакта различных металлов и металловс пластмассами. Поэтому важно учитывать, как реагируют при контакте различные пары материалов, и выбирать допустимые контакты. Кроме того, для защиты контактов от коррозии применяют электрохимические методы, а также методы электрической изоляции (разъединения) контактирующих материалов с помощью протекторов (цинка стали, магниевых сплавов), присоединяемых к контактирующей паре. Для защиты от влаги используют гидрофобные материалы, пропитку и заливки смолами, а также методы вакуумной герметизации. Коррозийную стойкость повышают путем упрочнения поверхностного слоя деталей, использования методов химико-технологической обработки и защитных гальванических покрытий (никелевого, цинкового и др.).

Важной является защита от вибрационных факторов, в том  числе с помощью виброизолирующих устройств. Защита от действия внешних эксплуатационных факторов должна закладываться на этапе проектирования и конструирования оборудования.

В процессе эксплуатации с течением времени могут проявляться и производственные дефекты, поэтому проблема обеспечения надежности технических систем в процессе их эксплуатации требует использования методов активного и пассивного мониторинга. В частности, для предотвращения усталостных разрушений используют профилактическое обслуживание и усталостные испытания. Обеспечение надежности невозможно без обязательного соблюдения правил технического обслуживания и разработки соответствующей эксплуатационной документации. В ходе профилактических осмотров может быть выполнена частичная замена еще работоспособных, но выработавших свой ресурс изделий.

Большинство правил профилактического  обслуживания и мониторинга базируется на периодически проводимых мероприятиях, хотя значительно большую эффективность имеют методы непрерывного контроля. Их использование в практике эксплуатации сложных технических сооружений явно недостаточно. Внезапные аварии на опасных технических объектах приводят к многочисленным человеческим жертвам. Поэтому большое значение в настоящее время имеет проблема разработки методов непрерывного неразрушающего контроля надежности применительно к техническим системам различного назначения.

В заключение отметим, что  теория надежности указывает пути и методы повышения надежности технических систем. Задача специалистов направления «Безопасность жизнедеятельности» - использование ее методов при оценке опасности технических объектов, поиск методов и организация мониторинга за состоянием оборудования, моделирование производственных ситуаций, способных привести к авариям, и в конечном итоге - постановка и решение задач повышения безопасности человека в техносфере.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

1.Факторы, влияющие  на практическую надежность технических систем

 

• конструктивные;
• производственные;
• эксплуатационные.

 

2.Конструктивные факторы

К конструктивным относят  факторы, которые еще на этапе  проектирования и конструирования  технического объекта предопределяют условия возникновения последующих отказов.

Конструктивные факторы включают в себя:

• выбор структурной и функциональной схем, а также способов резервирования;
• выбор материалов и комплектующих элементов;
• определение режимов и условий работы элементов в системе;
• требования на допуски технологических характеристик;
• разработку технической документации и другие.