Идея проактивного технического обслуживания оборудования (в дальнейшем ПАО) заключается в обеспечении максимально возможного межремонтного срока эксплуатации оборудования за счет применения современных технологий обнаружения и подавления источников отказов.

Основой проактивного технического обслуживания являются:

идентификация и устранение источников повторяющихся проблем, приводящих к сокращению межремонтного интервала оборудования;

устранение или значительное снижение факторов, отрицательно влияющих на межремонтный интервал или срок эксплуатации оборудования;

распознавание состояния нового и восстановленного оборудования с целью проверки отсутствия признаков дефектов, уменьшающих межремонтный интервал;

увеличение межремонтного интервала и срока эксплуатации оборудования за счет проведения монтажных, наладочных и ремонтных работ в точном соответствии с техническими условиями и регламентом.

ПАО базируется на применении нескольких, приведенных ниже, компонентов, сочетание которых дает максимальный эффект.

Анализ причин внеплановых остановов, аварий, укороченных межремонтных интервалов, включающий выявление повторяющихся проблем, возникающих при эксплуатации оборудования.

Техническое обслуживание и ремонт обычно устремлены на устранение в основном очевидных дефектов оборудования. При этом нередко частые ремонты воспринимаются как вполне нормальное явление. Анализ коренных проблем отказов направляет передовые аналитические средства и инженерную логику на идентификацию и коррекцию скрытой основной проблемы. Принятие программы анализа коренных проблем отказов часто приносит предприятию значительную экономию.

Принципиально дефекты и отказы (в т. ч. в начале срока службы), классифицируемые по причине возникновения, могут быть связаны с конструкторскими дефектами и неправильным применением, производственными дефектами (изготовления) и дефектами материала, дефектами сборки и эксплуатационными дефектами (нарушения технологии сборки, монтажа и соединения узлов, ненужное ТО, нарушения условий эксплуатации), технологическими дефектами (отклонение рабочих параметров от номинальных).

В качестве примера конструкторской ошибки при проектировании можно привести случай, связанный с недостаточным учетом влияния погодно - климатических условий при эксплуатации оборудования: непродуманная конструкция заградительной решетки воздухозабора воздушного компрессора газовой турбины пропанового центробежного компрессора обуславливала накопление и сброс частиц льда с последующим их периодическим попаданием в турбину, столкновением и ускоренным разрушением лопаток воздушного компрессора.

В качестве примера неправильного применения по вине проектировщика можно привести случай, связанный с периодическим, примерно каждые три месяца, выходом из строя подшипников качения ЭД вертикального насосного агрегата, имевшим место по окончании монтажа в продолжение гарантийной эксплуатации технологической установки. Первый выход из строя подшипника качения был воспринят как нормальное явление, однако после второго внезапного отказа провели анализ причин, в результате которого выяснилось, что опорно - упорный подшипник двигателя, в соответствии с техническими условиями завода - изготовителя, мог быть применим только при горизонтальной ориентации ротора. Издержки были компенсированы фирмой -п оставщиком.

В качестве другого примера неправильного применения по вине проектировщика можно привести случай, связанный с необходимостью проведения ремонта каждые 6...9 месяцев винтовых компрессоров компримирования газа в газлифтной системе из -з а изменения условий эксплуатации и отклонения рабочих параметров от номинальных по ТУ (эксплуатация на пределе производительности и давления). При анализе причин частых ремонтов оказалось, что для подобной задачи данный тип компрессоров принципиально непригоден и требует замены.

В качестве примера нарушения технологии изготовления деталей (дефект материала) можно привести случай, связанный с коротким сроком службы подшипников скольжения крупных агрегатов нефтехимзавода: примерно после 4000...6000 часов эксплуатации наблюдалось растрескивание и выкрашивание баббита вкладышей. В результате анализа установили, что причина - пережженный баббит в результате дефектной технологии изготовления вкладышей. Небольшая коррекция технологии привела к увеличению среднего срока службы вкладышей более чем в три раза.

Нередко повторяющаяся проблема с оборудованием, лежащая на поверхности, является симптомами более скрытого дефекта: на одном из предприятий подшипники редуктора крупного компрессорного агрегата после многолетней успешной эксплуатации вдруг каждые 2...3 месяца стали внезапно выходить из строя, приводя к внеплановому останову производства. После проведения анализа персоналом завода было установлено, что причиной оказалось нарушение качества смазочного масла, повлекшее рост температуры подшипника, при этом параметры вибрации практически не превышали допустимых значений.

Безукоризненное соблюдение требований технических условий при монтаже и ремонте агрегата и исследование вибрации при выводе из ремонта могут значительно продлить последующий межремонтный интервал.

Например, две наиболее распространенные операции при завершении монтажа или ремонта агрегата (которые на вспомогательном оборудовании нередко выполняются с низким качеством или вообще игнорируются) - балансировка ротора и центровка узлов оборудования. Дополнительные затраты времени и ресурсов для достижения при проведении этих операций самых жестких норм не намного больше, чем те, которые требуются для проведения этих операций со средним качеством, но достижение уровней жестких норм часто способно увеличить даже вдвое межремонтный интервал оборудования.

В качестве примера можно привести результаты внедрения лазерного оборудования для центровки, документированные на ряде нефтетранспортных и нефтехимических предприятий, где была реализована эта программа. Эффект от точной центровки был следующим: средний срок службы подшипников и муфт возрос (на некоторых предприятиях) в 3...8 раз, затраты на техническое обслуживание уменьшились в среднем на 5...7%, межремонтный интервал возрос в среднем на 10... 12%, внеплановые остановы оборудования, возникшие в результате расцентровки, сократилось более, чем наполовину.

Анализ основных причин выхода подтттипников качения из строя показывает, что, по статистике, исправный подшипник выходит из строя примерно в 30% случаев из -з а нарушения технологии монтажа. Таким образом, применяя недорогое специализированное оборудование для нагрева подшипников при монтаже, можно добиться снижения выхода из строя подшипников по этой причине почти на треть.

СВАРКА. РЕНОВАЦИЯ. ТРИБОТЕХНИКА: тезисы докладов / Отв. ред. ; М-во образования и науки РФ; ФГАОУ ВПО “УрФУ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина”, Нижнетагил. технол. ин-т (фил.). – Нижний Тагил: НТИ (филиал) УрФУ, 2013. – 76 с.

Во время ремонтных остановок выполняется ревизия механизмов и замена изношенных деталей новыми. Частота ремонтов может определяться частотой отказов оборудования – ремонты по отказу . Но они занимают много времени, так как к ним нет возможности подготовиться. В исправление этого разработаны планово-предупредительные ремонты (ППР), которые выполняются после определённой наработки. Такой подход сокращает время ремонтов, но допускает преждевременные ремонты, ибо износ не повторяется с большой точностью. С 90-х годов наличие неисправностей определяют вибродиагностикой работающего оборудования. Это исключает преждевременные ремонты, что нашло отражение в названии ремонтов – по фактическому состоянию (РФС). Дальнейшее сокращение ремонтов возможно увеличением послеремонтной наработки оборудования. Это достигается применением мер по замедлению износа; такие ремонты получили название проактивных (ПАР). Содержание проактивной части ремонтов:

• оптимизация внешнего воздействия, в том числе снижение пиковой (от вибраций, ударов и прочего) его составляющей;
• оптимизация смазки;
• упрочнение рабочих поверхностей.

Оптимизация внешнего воздействия

Внешнее воздействие, вызывающее износ, определяется мощностью оборудования. Но снижение мощности влечёт падение производительности. Тем не менее, такой путь возможен, если годовая выработка оборудования, эксплуатирующегося с меньшей нагрузкой, за счёт малых ремонтных простоев окажется больше, чем в случае работы с большой нагрузкой и значительными ремонтными простоями и издержками.

Другой путь оптимизации внешнего воздействия заключается в уменьшении его разрушающего действия без снижения мощности, путём снижения концентрации напряжений . Например, корпус 12-метрового штампа для формовки труб большого диаметра после непродолжительной эксплуатации разломился надвое. Его ремонтная сварка без дополнительных мер по усилению представлялась не перспективной. Анализ напряжённого состояния конструкции показал, что уровень эквивалентных напряжений по линии излома резко снижается в результате изменения всего лишь на 7° угла расположения нижних рёбер жёсткости. Последующая эксплуатация модернизированного штампа подтвердила справедливость этого решения.

Пиковая составляющая нагрузки может появляться от неполадок. Твёрдая наплавка торцов тележек обжиговых машин не только снизила износ и частоту ремонтов самих тележек, но за счёт того, что одновременно устранился перекос тележек, снизились нагрузки на приводную звёздочку и вчетверо уменьшились замены её секторов.

Пиковые нагрузки создаёт вибрация. Вакууматор состоит из ёмкости с двумя патрубками. Через один расплав стали всасывается в вакууматор, а через другой – сливается обратно в ковш. Всасывающий патрубок при работе создавал вибрацию, которая разрушала огнеупорную футеровку. Скрепляющие элементы снизили вибрацию и вдвое увеличили стойкость вакууматора.

Оптимизация смазки

Смазка представляет собой прослойку, которая переводит внешнее (большое) трение поверхностей во внутреннее (небольшое) трение смазочного материала. Различают жидкостную смазку, когда трущиеся поверхности разделяет сплошной устойчивый слой смазочного вещества, и граничную смазку – с более тонким и прерывистым слоем масла. Жидкостная смазка обеспечивается особым устройством подшипников, а граничная – получается в результате свободного размещения на поверхностях трения смазочных веществ. В качестве последних исторически первыми применялись масла животного и растительного происхождения. В последней четверти XIX века началось производство более дешёвых минеральных масел из нефти. Их свойства оказались не так хороши, поэтому шёл длительный процесс улучшения их присадками. К середине XX века относится появление синтетических масел. Имея низкую вязкость, мало зависящую от температуры, и химическую стабильность, они обеспечивают лучшие смазочные свойства, благодаря чему достигается снижение трения и износа по сравнению с нефтяными маслами.

В 30-х годах XX века стал известен эффект Ребиндера . Он показал, что трение способен снижать чрезвычайно тонкий (5 нм) слой поверхностно-активных веществ (ПАВ), который можно назвать “невидимой смазкой”. Для нанесения ПАВ на поверхность на Западе был разработан раствор, названный “Эпилам”. В дальнейшем новые растворы ПАВ по аналогии продолжали именовать эпиламами, присваивая каждому оригинальное название (марку). В 60-х годах в НИИЧаспроме был разработан эпилам ЭН-3 – раствор стеариновой кислоты в изооктане. Затем появились и совершенствуются эпиламы на основе фторированного ПАВ. Например, 0,05% раствор перфторполиэфирной кислоты 6МКФ-180 в Хладоне 113 (эпилам Эфрен-2). Эпиламовая “невидимая смазка” не отменяет применения обычной смазки, но повышает её эффективность (снижая трение и износ), за счёт исключения контакта трущихся поверхностей несмазанными участками. Эпиламирование предусматривает предварительное обезжиривание поверхности, смачивание её эпиламом и сушку на воздухе, что вполне доступно к применению в ремонтах.

В 60-х годах в СССР было зарегистрировано научное открытие №41 – “эффект безызносности”. Его суть в том, что из смазки, содержащей мелкодисперсные частицы, на поверхностях трения осаждается их тонкий слой. За ним признаётся способность изнашивания и восстановления по мере увеличения зазора между поверхностями трения. Таким образом, несмотря на трение и изнашивание, первичные поверхности деталей, будучи защищёнными осажденным слоем, остаются без износа. Отсюда происхождение названия “эффект безызносности”. Для его достижения в масла добавляют дисперсные порошки мягких (медь, серпентинит, фторопласт) и твёрдых (керамика, алмаз) материалов. Наиболее устойчивые представления о них следующие. Медные добавки плохо удерживаются на поверхности, поэтому требуется их постоянное присутствие в смазке. Серпентинит обладает способностью к диффузии с созданием прочного слоя с низким коэффициентом трения. Твёрдые частицы алмаза и керамики, заполняя микронеровности, создают некоторое подобие подшипника качения. Добавками к маслам достигается восстановление износа без разборки механизмов и снижение трения .

Оптимизация выбора смазочных материалов может дополняться совершенствованием систем доставки их к узлам трения. Этим без капитальных вложений продлевается межремонтная наработка оборудования.

Упрочнение рабочих поверхностей

Для всех сочетаний пар трения существует некоторый диапазон нагрузок и скоростей трения, в котором износ на несколько порядков ниже, чем вне этого диапазона. В машиностроении идёт непрерывный поиск путей перемещения указанного диапазона в области более высоких значений давлений и скоростей. При этом важную роль играет упрочнение. В третьей четверти XX века широкое его применение (закалка ТВЧ, цементация, азотирование, наплавка, напыление и прочее) позволило существенно замедлить износ и увеличить (до микронного уровня) точность изготовления деталей. Без упрочнения повышение точности не имеет смысла, ибо в этом случае дорогостоящие микронные сопряжения из-за быстрого износа превращаются в рядовые уже в начале эксплуатации. Благодаря микронной подгонке деталей, минимизированы зазоры, снижен шум, динамические нагрузки, вибрация, появилась возможность работы с минимальным изнашиванием на больших скоростях. В механизмах убрали регулировочные элементы, служащие для выборки зазоров при быстром изнашивании, что также положительно отразилось на надёжности машин и оборудования. Машины нового поколения столь существенно увеличили наработку, что их называли “безремонтными”.

Охват упрочнением функциональных поверхностей машин ещё не оптимален, поэтому работы по упрочнению во время ремонтов вполне оправданы. Обратим внимание на карбонитрацию и ручную плазменную закалку. Они разработаны не так давно, но имеют перспективы для применения, именно при ремонтах, так как относятся к категории финишных.

Карбонитрация – разработана в СССР в 70-х годах и представляет собой насыщение поверхности азотом и углеродом в расплаве соли цианата калия. Свойства карбонитрированного слоя подобны свойствам слоя, полученного азотированием. На поверхности имеется тонкий слой (около 5 мкм) твёрдого карбонитрида, под которым располагается насыщенный азотом слой (0,2 мм) с постепенно убывающей твёрдостью. Отличие в том, что азотированием упрочняются только легированные стали, а карбонитрация способна упрочнять обычные углеродистые стали ().

Таблица 1 – Твёрдость карбонитрированных поверхностей (измерения выполнены ультразвуковым твердомером УЗИТ-3)

Сталь	Ст.3	40	40Х	У8	65Г	ХВГ	Х12М	20Х16МГСФР
HRC	35	45	52	56	59	63	64	68

Карбонитрация не требует такой тщательной предварительной очистки как азотирование и выполняется гораздо быстрее (2 ч вместо 48 ч), чем азотирование. Детали машин могут изготавливаться по чертёжным размерам и сразу после карбонитрации направляться в эксплуатацию. При этом снижается трудоёмкость изготовления, приобретается износо- и коррозионная стойкость. Например, применение карбонитрации вместо закалки ТВЧ снизило расход ведущих валов-шестерней редуктора бурового станка СБШ-250 в 6 раз.

Сегодня мы подробнее расскажем об одном из указанных в ней трендов – о проактивном обслуживании клиентов.

Слово «проактивный» (англ. proactive) «пришло» к нам из психологии, где оно характеризует личность, которая берёт на себя ответственность за всё, что с ней происходит, а не ищет причин происходящего в других людях и обстоятельствах. Сейчас термин «проактивный» используется в разных сферах деятельности, в частности, в менеджменте и маркетинге и имеет более широкое значение: активный, упреждающий, профилактический (опережающий события, а не следующий за ними). Другими словами, быть проактивным — значит управлять ситуацией, действовать, не дожидаясь, когда что-то произойдёт. Так как «опережающая» активность позволяет предупредить нежелательный ход событий, то неудивительно, что всё больше компаний стараются быть проактивными, в том числе и в обслуживании клиентов. По данным западных кейсов, проактивность позволяет на 2/3 снизить расходы на решение проблем клиентов , поэтому очевидно, что проактивное обслуживание не только облегчает жизнь клиентам, но и выгодно самой компании.

Давайте остановимся на том, какие ещё преимущества даёт компаниям проактивное обслуживание клиентов.

4 основных преимущества проактивного обслуживания

1. Вы реагируете на события планомерно, эффективно и оперативно, и в случае обращения клиента вам не приходится разбираться в ситуации «с нуля».
2. Проактивная коммуникация часто предотвращает типичные проблемы клиентов, которые в среднем в 20% случаев могут привести к снижению лояльности клиентов.
3. Вы приятно удивляете клиента и проявляете компетентность.
4. Уменьшаются стрессы у сотрудников службы поддержки, потому что снижается число негативных и/или повторяющихся обращений клиентов.

На основе опыта самых разных компаний можно выделить несколько сценариев проактивного клиентского сервиса.

3 подхода к проактивному обслуживанию клиентов и примеры их реализации

1 подход. Знать, что должно произойти с клиентом и действовать исходя из этого.

Пример 1. CRM медицинского центра «знает», что обычно пациент приходит на приём до обеда. И если вдруг этот клиент позвонит, чтобы отменить визит, назначенный на 2-ю половину дня, то администратор будет готов предложить клиенту другое, более удобное ему время.

Пример 2. Интернет-компания «видит», что при загрузке фильма с её сайта у клиента возникли проблемы (медленная загрузка или некачественное изображение). По email фирма быстро отправляет клиенту извинение за неудобства и возвращает деньги до окончания фильма.

2 подход. Предсказывать, что может произойти и принимать меры, предупреждать клиента.

Пример 1. Поставщик электроэнергии снимает показания со счётчиков в первой трети расчётного периода, а затем отправляет уведомления клиентам, которые могут по незнанию за месяц израсходовать гораздо больше энергии, чем планировали. В итоге многие клиенты начинают более экономно потреблять энергию, их удовлетворённость серьёзно повышается, а число возможных жалоб заметно сокращается.

Пример 2. Компания, продающая велосипеды и комплектующие к ним, в начале зимы отправила письма клиентам, живущим в северных штатах США, предупредив, что, если зимой их велосипеды будут стоять на холоде, то батареи в них, скорее всего, «сдохнут». Некоторые пользователи купили с сайта этой компании зарядные устройства за 40 $. Так клиенты избежали неприятных "сюрпризов", а компания увеличила доход.

3 подход . Предсказывать, что может произойти (по ошибке клиента или из-за чужих действий) на основе предыдущего опыта работы с подобными клиентами в похожих ситуациях.

Пример 1. Банк информирует клиентов о дате следующего платежа за два дня до крайнего срока, тем самым радуя забывчивых клиентов.

Кажется, всё довольно просто, однако «внедрять» проактивное обслуживание могут только те компании, у которых есть для этого необходимые условия.

Условия для проактивного обслуживания клиентов

• Должен быть идентификатор клиента во всех основных базах данных.
• Специальное ПО должно выявлять самые популярные проблемы клиентов и сообщать о них компании.
• Отдел маркетинга и отдел продаж должны быть готовы тому, что клиентов нужно предупреждать о возможных проблемах и путях их решения заранее.
• Если вы собираетесь «управлять» поведением клиентов, то нужно получить их согласие на это.

Если компания обладает перечисленными ресурсами, то она может приступать к разработке программы проактивного обслуживания клиентов.

С чего начать?

1. Составьте «карту путешествия» клиентов и выясните, с какими неприятными или сложными моментами они сталкиваются. Решите, какую информацию о возможных проблемах клиентов нужно передавать в CRM, чтобы действовать проактивно.
2. Обеспечьте прямую и соберите как можно больше информации о самих пользователях и о вопросах, которые у них возникают при взаимодействии с компанией.
3. Проанализируйте текущую нагрузку службы поддержки и выделите группы проблем, которые встречаются у пользователей и которые можно предотвратить.

Любое заболевание легче и лучше предупредить, чем лечить. Точно так же в обслуживании: проблемы клиентов проще и дешевле не допустить, чем потом решать.

Тема взаимодействия с клиентом в зависимости от различных действий или бездействий пользователя; событий, которые уже произошли или могут произойти в будущем, активно развивается. Возможностей здесь действительно море.

Пример одного из самых передовых применений проактивного подхода – это прогнозирование даты спроса. Например, товар регулярного потребления, те же подгузники. Можно прогнозировать, когда они кончатся и заранее напомнить, что пора приобрести новую упаковку, а также, когда ребёнок вырастет и ему понадобится чуть больший размер.

Однако прорабатывать подобные "триггеры" нужно очень внимательно, чтобы вместо лояльности не получить неудовольствие потребителя или даже негатив. Например, в большинстве банков, существует оповещение о необходимости пополнить кредитный счёт, но оно приходит, даже если необходимая сумма уже внесена. Другой пример: оператор мобильной связи, предлагающий подключить выгодную услугу, которая у клиента уже работает.

Эффективное прогнозирующее и проактивное
обслуживание насосов

Джон Петровски

Обеспечение успешной работы насосов в течение длительного периода требует тщательного выбора конструкции насоса, правильной его установки, бережной эксплуатации, возможности наблюдения за изменениями характеристик через определенное время, и, в случае отказа, возможности полностью исследовать причину отказа для принятия мер по предотвращению дальнейшего повторения отказов.

Насосы, которые: правильно установлены, динамически отбалансированы, находятся на устойчивом фундаменте с хорошей выверкой соосности, обеспечены должной смазкой, запускаются, эксплуатируются и останавливаются с осторожностью и у которых эксплуатационный персонал наблюдает за проявлением и действием нездоровых тенденций, - обычно никогда не испытывают внезапных отказов.

Это так для большинства насосных систем, но, определенно, не для всех из них. Часто насосы эксплуатируются не в расчетном режиме, с менее эффективным КПД, установлены на неустойчивом фундаменте или работают в состоянии от средней до серьезной расцентровки валов, или, будучи смазаны на заводе, больше не получают ни капли смазки, пока не заклинит подшипники, и вибрируют так, что отдаются болты. Когда в итоге оборудование перестает работать, вышедшие из строя детали заменяются и снова начинается процесс их изнашивания, без поиска причин отказа.

Недавно технический инспектор одной фармацевтической компании, обучавшийся анализу основных причин отказов, сформулировал следующее: если происходит повреждение в какой-то части оборудования, чтобы найти основной его источник, необходимо рассматривать этот узел так, как полиция рассматривает место совершения преступления, где любые изменения недопустимы, пока не будут собраны все улики научным персоналом криминальной лаборатории. До тех пор, пока реального преступника не схватят и не изолируют, очень вероятно, что преступление повторится вновь. Попробуйте припомнить, сколько раз вы и ваша организация полностью исследовали случай отказа, пока не нашли основную его причину.

Четыре подхода к обслуживанию оборудования
Если вы достаточно долго работаете в промышленности, то, возможно, наблюдали всевозможные "стили" технического обслуживания. Способы работы обслуживающих организаций, обычно относятся к четырем различным категориям:
Обслуживание до отказа
Прогнозирующее обслуживание или обслуживание по фактическому состоянию
Проактивное или предотвращающее обслуживание.
Далее кратко о каждом.

Обслуживание до отказа

Основная философия - позволить оборудованию работать до отказа и ремонтировать или заменять поврежденные агрегаты, только тогда, когда происходят очевидные проблемы. Исследования показали, что затраты при работе этим способом составляют приблизительно $18 на одну лошадиную силу в год. Преимущества данного подхода в том, что он прекрасно работает, если останов оборудования не влияет на производство, и, если трудовые и материальные затраты не имеют значения. Где это может быть?

Неудобства в следующем - отдел технического обслуживания всегда работает в незапланированном режиме работы с неожиданными остановками процесса производства (" кризисное управление "); для быстрой замены завод должен иметь огромные запасы материально-производственных частей. Без сомнения, это - самый неэффективный способ технического обслуживания предприятия. Бесполезные попытки снизить затраты, покупая "дешевые" части и нанимая "дешевую" рабочую силу, еще больше ухудшают проблемы.

Часто персоналу приходится работать сверхурочно, а каждодневные недоделки дополняют длинный список незаконченной работы, плюс полдюжины новых "аварийных" работ, которые появились, пока рабочие вечером были дома. Нет ничего удивительного в том, чтобы утром отправить первым делом людей на срочное задание, к 10 часам, когда половина дела сделано, остановить их успешный труд и послать на новую "более приоритетную" срочную работу. Несмотря на чудеса современной жизни в новом тысячелетии, есть много мест подобных этому. Надеемся, что вы не на одном из таких.

Профилактическое или планово-предупредительное обслуживание

Этот подход состоит в планировании обслуживания в предопределенные временные интервалы, когда вы ремонтируете или заменяете поврежденное оборудование до возникновения очевидных проблем. Проведенные исследования показали, что затраты при таком способе работы составляют приблизительно $13 на лошадиную силу в год. Преимущества данного подхода в том, что он прекрасно работает на оборудовании, которое не функционирует непрерывно, и, если персонал имеет достаточно знаний, навыков, и времени, чтобы выполнять профилактическое обслуживание.

Неудобство в том, что плановое обслуживание может быть выполнено слишком рано или слишком поздно. Вполне возможно, что снижение производства будет происходить из-за потенциально ненужного обслуживания. Во многих случаях есть вероятность ухудшения характеристик в результате неправильных методов ремонта. Бывает, что совершенно хорошие машины разбираются, хорошие узлы снимаются и бракуются, а затем не надлежащим образом устанавливаются новые. А для некоторых весь смысл программы профилактического обслуживания сводится к ежемесячной прокачке смазки в подшипниках.

Прогнозирующее обслуживание или обслуживание
по фактическому состоянию

Эта философия состоит в планировании обслуживания, только в том случае, когда с течением времени происходят изменения механических или эксплуатационных состояний, что обеспечивается периодическим контролем машины на наличие чрезмерной вибрации, повышенной температуры, ухудшения смазки или наблюдением за любыми другими нездоровыми тенденциями. Когда состояние приближается к предопределенному недопустимому уровню, то оборудование останавливается для проведения ремонта или замены поврежденных узлов, чтобы не допустить появления более дорогостоящего отказа. Другими словами - " не трогай то, что не сломано ".

Проведенные исследования показали, что затраты при таком способе работы составляют приблизительно $9 на лошадиную силу в год. Преимущества данного подхода в том, что он прекрасно работает, если персонал имеет достаточно знаний, навыков, и времени для выполнения прогнозирующего технического обслуживания и ремонта. Ремонт оборудования может быть намечен постепенно и это дает вам некоторое время на выполнение мероприятий по закупке материалов, необходимых для ремонта, что уменьшает потребность в хранении большого количества запчастей. Так как техническое обслуживание и ремонт выполняется только когда это необходимо, имеется значительное увеличение в производительности.

Неудобство заключается в том, что техническое обслуживание может фактически даже увеличиться, если персонал ненадлежащим образом оценивает уровень деградации оборудования. Чтобы наблюдать развитие нездоровых тенденций по вибрации, температуре или смазке, этот метод требует средств на закупку оборудования для контроля этих параметров и обучения персонала. Альтернатива - передать эту работу квалифицированным подрядчикам, чтобы обеспечить прогнозирующее обслуживание или обслуживание по фактическому состоянию.

Если организация работает в стиле обслуживания до отказа или планово-предупредительного ремонта, управлению производством и обслуживанием необходимо перестроиться на эту новую философию, что может быть проблематично, если отделу технического обслуживания не позволяют покупать необходимое оборудование, проводить адекватное обучение персонала для овладения новыми методами, не дают времени, чтобы собрать данные или не разрешают останавливать оборудование, когда проблема идентифицирована.

Проактивное или предотвращающее обслуживание

Эта философия использует все методы прогнозирующего и профилактического обслуживания, оговоренные выше, совместно с анализом корневых причин отказа для того, чтобы не только обнаруживать и точно определять возникающие проблемы, но и гарантировать, что выполнен надлежащий монтаж и проведены наилучшие методы ремонта, включая изменение конструкции оборудования, чтобы избежать или устранить повторение проблемы.

Проведенные исследования показали, что затраты при таком способе работы составляют приблизительно $6 на лошадиную силу в год. Преимущества данного подхода в том, что он прекрасно работает, если персонал имеет достаточно знаний, навыков, и времени, чтобы выполнять все заданные действия. Как и в программе, основанной на прогнозирующем обслуживании, ремонт оборудования может быть намечен постепенным способом, но при этом должны быть сделаны дополнительные мероприятия, чтобы обеспечить усовершенствования, направленные на снижение или устранение повторного появления потенциальных проблем.

Итак, ремонт оборудования может быть намечен постепенным способом, и это дает Вам некоторое время на выполнение мероприятий по закупке материалов, необходимых для ремонта, что уменьшает потребность в большом количестве запасных частей. Так как техническое обслуживание и ремонт выполняется только когда это необходимо, и проведены замеры для полного исследования причин отказа, а затем определены способы улучшения надежности машин, то может иметь место существенное увеличение в производительности.

Неудобство в том, что этот метод требует чрезвычайно хорошо подготовленных служащих в профилактических, прогнозирующих, и предотвращающих/проактивных методах обслуживания или привлечения на эту работу квалифицированных подрядчиков, которые тесно работают с обслуживающим персоналом в стадии анализа корневых причин отказа, и затем помогают в ремонте или проектируют изменения конструкции. Для проведения таких работ также требуется приобретение оборудования и должным образом обученный персонал.

Если организация работает в стиле обслуживания до отказа или планово-предупредителного ремонта, управлению производством и обслуживанием необходимо перестроиться на эту новую философию, что может быть проблематично, если отделу технического обслуживания не позволяют покупать необходимое оборудование, проводить адекватное обучение персонала для овладения новыми методами, не дают времени, чтобы собрать данные или не разрешают останавливать оборудование, когда проблема идентифицирована, не дают времени и ресурсов для проведения анализа отказа, и затем не модифицируют узел или технологию производства для увеличения надежности.

Что делать перед восстановлением или заменой насоса
Задача эффективного распознавания проблемы и ее предотвращения требует тщательного процесса исследования. Когда происходит отказ насоса, очень заманчиво просто разобрать насос, заменить дефектные части (или насос целиком), установить новый или восстановленный агрегат, и ввести его в действие как можно быстрее. Однако, если не сделаны некоторые проверки в процессе снятия и демонтажа, будут упущены важные сведения о причине проблемы. Чтобы помочь в идентификации источника отказа, ниже приведен рекомендуемый перечень контрольных операций, которые необходимо выполнить при выводе из работы любого насоса. Фактически, не плохая идея заранее проводить многие из этих проверок на ежегодной основе.

В течение процесса демонтажа должны быть проверены следующие вещи:
1. Было ли трение защитного кожуха муфты о вал или муфту?
2. Для механически гибких соединений (например, редукторов, ленточных и цепных передач), имеется ли консистентная смазка или масло на внутренней поверхности кожуха и на фундаменте? Если есть, то исходило ли это из соединения, подшипников двигателя или насоса, или откуда-то еще?
3. Когда кожух соединения удален, нет ли на гибком соединении любых очевидных признаков аварийной ситуации? Пока не надо дотошно разбираться, только визуально осмотреть, медленно вращая вал вручную. Например, был ли нагрев в рабочем состоянии или не ослабли ли стяжные болты?
Если соединение резинового типа, нет ли трещин на каучуке или резиновой крошки на опорной плите? Если соединение типа гибкого диска, не расколоты ли пакеты дисков или не показались ли признаки циклической усталости? Имеется ли чрезмерный "люфт" в соединении?
Поворачиваются ли соединенные валы легко или, по крайней мере, проворачиваются на 360 градусов, или их очень трудно вращать, или они вращаются плавно лишь часть оборота, а затем кажутся зажатыми на остальной части оборота?
4. До демонтажа соединения, проведите измерения расцентровки валов. Не важно, какой метод или инструмент используется для этих измерений. Какое значение рассогласования с осью в mils/inch? Насос работал с небольшой (от 0.1 до 2 mils/inch), умеренной (от 2.1 до 10 mils/inch) или серьезной (10 + mils/inch) расцентровкой?
Так как хорошая программа проактивной эксплуатации требует, чтобы вы хранили отчеты о состоянии несоосности всего вращающегося оборудования вашего предприятия, сравните измеренное значение расцентровки с последним для данного агрегата. Изменилось ли оно? Если так, то насколько и что вызвало сдвиг? (легко спросить, но, обычно, совершенно трудно ответить).

Обратите внимание на резиновую пыль под гибким соединением на бетонном полу. Это плохой признак. И, между прочим, пожалуйста, НЕ используйте единый кронштейн для установки роторного оборудования на фундаменте, как показано здесь!
5. Теперь начните демонтировать гибкое соединение. Все ли болты были плотно затянуты? Есть ли отсутствующие части? Для механически гибких соединений (например, редуктора, ленточной или цепной передачи, кардана, и т.д.), - есть ли еще смазочный материал в соединении? Если есть, то выглядит ли он как новая консистентная смазка или масло, или имеет вкрапления? Если это консистентная смазка, разделилась ли она центробежно на масло и густую основу (т.е., имеется ли слой темно-коричневой или серой грязи или пыли в соединении)?
Если возможно, соскребите немного смазочного материала для анализа, затем оботрите всю консистентную смазку ветошью, смоченную растворителем, в случае необходимости. Осмотрите соединение на предмет чрезмерного износа. Если вы не уверенны, как выглядит чрезмерный износ для этого соединения, возьмите новое для видимого сравнения. Если соединение эластичного типа, - не загрубела ли резина и больше не сгибается? Не изношен ли эластичный элемент, нет ли на нем трещин?
Как долго эластичный элемент был в эксплуатации? На месте ли стопорные винты и не были ли они ослаблены? Если соединение чрезмерно изношено, его, вероятно, необходимо заменить. Используйте соответствующий съемник, чтобы удалить втулки соединения, не выбивайте их молотком. Если втулки соединения имели посадку с натягом и требуется высокая температура, чтобы удалить их, старайтесь не нагревать втулки более чем до 275 градусов F.
Если вам пришлось сделать их " вишнево-красными ", чтобы удалить, выбросьте их совсем и замените, так как вы, возможно, изменили их металлургические характеристики или термически искривили их. В некоторых случаях, втулки соединения настолько плотны или "приржавели" к валу, что они должны быть осторожно срезаны. Если видно, что втулка соединения была посажена до этого молотком, возможно, что вал был погнут. См. п.8 ниже.

На рисунке выше показано соединение после демонтажа. Этот агрегат работал с расцентровкой 20.5 mils/inch приблизительно 4 месяца. Резиновая прокладка уже менялась один раз, но механики не потрудились провести центровку.
6. Визуально осмотрите насос на предмет очевидных проблем, связанных с ослаблением лап, ослаблением болтов на корпусе насоса, треснувшего корпуса, низкого уровня смазочного материала, ослаблением блоков подкладок или отсутствием подкладок, негерметичностью механических уплотнений, негерметичностью масляных уплотнений, или изменением цвета вала.
7. Определить, имеется ли чрезмерный "люфт" вала. Это довольно просто сделать и это поможет вам выявить потенциальные проблемы подшипников насоса или привода. Присоедините устройство центровки на вал привода, поверните поперек соединения (сцепленного или расцепленного) и установите индикатор на вершине вала насоса втулки соединения, обнулив показания. Поднимите вал снизу и наблюдайте за показаниями индикатора.
Если вал насоса установлен на подшипниках качения, вы не должны видеть перемещение больше чем 1mil (конечно, если вы используете слишком много силы при подъеме вала, то, в таком случае, возможно эластично изогнуть вал, что неверно покажет вам дефект сборки). Если насос установлен на подшипниках скольжения, перемещение вала должно быть в диапазоне радиального зазора подшипника.
8. Проверьте чрезмерное биение вала или втулки соединения. Это выполняется установкой стрелочного индикатора на поверхности вала или втулке соединения с помощью специального крепления или на магните, и медленным вращением вала, с наблюдением за показаниями индикатора. Эмпирическое правило для чрезмерного радиального биения следующее: не более, чем 4 mils Абсолютного Номинального Биения (TIR) для машин до 1800 оборотов в минуту, 2 mils TIR для машин, работающих от 1800 до 3600 оборотов в минуту, и меньше чем 2 mils TIR для оборудования, работающего более чем 3600 оборотов в минуту.
Если биение превышает эти уровни, должен быть выполнен ряд проверок радиального биения в различных точках на валу и втулке соединения, чтобы определить, было ли отверстие втулки соединения расточено не по центру, под углом, переточено или погнут вал. Помните, может быть превосходная центровка валов и ужасное биение, также как слабое биение и ужасная расцентровка.
9. Определите, нет ли чрезмерного напряжения трубной обвязки насоса. Есть несколько способов определить это. Один путь состоит в том, чтобы закрепить крепление штанги индикаторов на валу привода, провести штангу за пределы соединения (сцепленное или расцепленное) и разместить один стрелочный индикатор поверх вала насоса, другой сбоку, обнулив при этом показания индикаторов. Поочередно ослабляя анкерные болты насоса, проследите за индикаторами. Если вал насоса не сдвигается больше чем 5 mils в вертикальном или поперечном направлении, то, вероятно, чрезмерного напряжения обвязки насоса нет.
Если насос сдвигается на большее расстояние, то вам следует внимательно осмотреть соответствующее крепление обвязки на всасывании и/или нагнетании, чтобы снизить или устранить напряжение. Если перемещение серьезно (т.е. 20 и больше mils в любом направлении) вам, вероятно, к сожалению, придется разобрать и вновь подогнать обвязку.
10. Отсоедините обвязку и сделайте проверку на наличие чрезмерной "мягкой лапы". Наличие мягкой лапы может быть довольно легко обнаружено, используя магнитные основания и стрелочные индикаторы, помещенные около каждого затянутого анкерного болта. Последовательно ослабляя каждый болт, можно увидеть, поднимается ли или понижается основание.
Если наблюдается перемещение больше чем 2 mils хотя бы на одной лапе, необходимо дальнейшее исследование. Величина подъема (или опускания), показанная стрелочным индикатором, - только указание, что проблема существует, но не обязательно указание того, как мягкая лапа должна быть устранена. Проверка мягкой лапы может также быть проведена с помощью почти любой системы для выверки валов, установив набор средств на валах, и обнулив показания в 12 часовом положении, по очереди ослабляя анкерные болты, зафиксируйте любые изменения, происходящие при ослаблении болтов.
Опять же, величина подъема (или опускания), показанная системой выверки валов, - только указание, что проблема существует и - не всегда указание того, как мягкая лапа должна быть исправлена. Как правило, насосы приводятся в движение двигателями и персонал, который устанавливает и проводит центровку этой системы, часто называет двигатель подвижной машиной в процессе выравнивания, и мягкая лапа часто исправляется на двигателях, а, так как насос был назван стационарной машиной, неверно предполагается, что у него проблемы мягкой лапы не существует. Знайте, что мягкая лапа на насосах может быть столь же серьезна, как на любой другой части вращающегося оборудования.
Вышеупомянутые десять "пред-демонтажных" шагов могут дать вам ценную информацию относительно источника проблемы с насосом, который вы выводите в капитальный ремонт или собираетесь заменять. Обслуживание, основанное на проактивной / прогнозирующей программе, требует, чтобы вы полностью исследовали каждый отказ для определения корневой причины проблемы. Также необходимо предпринимать шаги, чтобы предотвратить повторение проблемы.
Иногда ни один из шагов, перечисленных выше, не указывает на проблему, но часто один или несколько проведенных этапов проверки насоса могут привести вас к источнику неисправности и снабдить вас ценной информацией, о том, как предотвратить повторные отказы. Это может занять некоторое время, но оно будет потрачено не напрасно.

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

«Уральский федеральный университет

имени первого Президента Ельцина»

Нижнетагильский технологический институт (филиал)

В. А. Коротков

ПРОАКТИВНЫЕ РЕМОНТЫ

В ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ

Нижнетагильского технологического института (филиал) УрФУ

имени первого Президента Ельцина

в качестве электронного текстового учебно-методического пособия

для студентов всех форм обучения

Нижний Тагил

Рецензент:

д-р техн. наук

Научный редактор:

д-р техн. наук, проф.

Проактивные ремонты в горно-металлургической отрасли: учеб.-метод. пособие / В. А. Коротков; М-во образования и науки РФ; ФГАОУ ВПО «УрФУ им. первого Президента Ельцина», Нижнетагил. технол. ин-т (фил.). – Нижний Тагил: НТИ (филиал) УрФУ, 2013. – 41 с.

В пособии изложены основные принципы и методы увеличения послеремонтной наработки оборудования. В том числе за счет оптимизации рабочих нагрузок и напряжений, упрочнения функциональных поверхностей деталей, применения качественно новых смазок.

Предназначено для студентов, аспирантов и производственных специалистов.

УДК 621.791

ББК 34

Библиогр.: 41 назв. Табл. 11. Рис. 14.

1. СИСТЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ РЕМОНТОВ 1.1. Ремонты по отказу и ППР 1.2. РФС и проактивные ремонты 2. СОСТАВЛЯЮЩИЕ ПРОАКТИВНЫХ РЕМОНТОВ 2.1. Оптимизация рабочих нагрузок и напряжений 2.2. Упрочнение рабочих поверхностей (способы упрочнения и их выбор, износостойкие накладки, плазменная закалка и карбонитрация. 2.3. Улучшение смазывания механизмов (виды смазки и смазочные материалы 3. ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ КОДЕКС РЕЦИКЛИНГА. 3.1. Восстановление износа и кодекс рециклинга. . 3.2. Способы восстановления износа (механические, металлургические, адгезионные 3.3. Ускорение ремонтной сварки 4. ЭКОНОМИКА ПРОАКТИВНЫХ РЕМОНТОВ. . . БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Недостатки машин особенно наглядно

выясняются при ремонте. По существу, их доводка

начинается только после ввода в эксплуатацию

Из справочника

«Основы конструирования»

Предисловие

В горно-металлургической промышленности расходы на ремонты способны поглощать значительную часть доходов, а ремонтные простои – существенно уменьшать сами доходы. Поэтому сокращение и тех и других является актуальной задачей. Основные направления ее решения:

– предупреждение внезапных (аварийных) отказов;

– исключение преждевременных ремонтов;

– сокращение продолжительности ремонтов за счет агрегатного принципа;

– увеличение срока службы деталей за счет упрочнения, смазки и пр.;

– восстановление изношенных деталей, что экономичнее покупки новых.

В последние два десятилетия арсенал средств по сокращению ремонтных затрат и простоев существенно расширился. Для предупреждения аварий производят дефектоскопию (магнитно-порошковую, ультразвуковую …), приборы для которой постоянно совершенствуются. Приборы вибродиагностики выявляют не только трещины, но и износ, дефекты сборки, т. е. устанавливают потребность в ремонте без его остановки и разборки оборудования. Такие ремонты получили название «ремонты по фактическому состоянию», т. к. исключают проведение преждевременных ремонтов, когда оборудование еще не достаточно изношенное. Переносными приборами определения твердости, шероховатости, химического состава, проверяют на соответствие чертежам, поступающие на замену, запасные части, что исключает попадание в эксплуатацию «брака» и последующий быстрый выход из строя отремонтированного оборудования. Масла с триботехническими добавками не только снижают трение, но и восстанавливают износ без разборки механизмов. Ручной плазменной закалкой стало доступно упрочнять контактные поверхности на крупногабаритных корпусах оборудования. Методы восстановления изношенных деталей существенно сокращают закуп запасных частей.

Таким образом, механики во время ремонтов имеют возможность не только восстанавливать работоспособность оборудования заменой износившихся частей, но применять меры по увеличению послеремонтной наработки. Отремонтированное оборудование начинает работать лучше нового. Эти омолаживающие ремонты получили название «проактивных » ремонтов, которым посвящается настоящая работа.

1. СИСТЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ РЕМОНТОВ

Во время ремонтных остановок выполняется ревизия механизмов для определения недопустимых дефектов, после чего проводится непосредственно ремонт , т. е. замена забракованных деталей новыми деталями. В настоящее время сложились четыре основные формы организации ремонтов. Это ремонты, проводимые по отказу, планово-предупредительные ремонты, ремонты по фактическому состоянию и проактивные ремонты.

1.1. Ремонты по отказу и ППР

Возможно проведение ремонтов, когда его эксплуатация становится невозможной вследствие отказа – «ремонты по отказу». Эта простая стратегия не обременяет расходами по подготовке ремонтов, но сами ремонты в силу их неожиданности могут быть дорогостоящими и продолжительными. «Ремонты по отказу» оправданы, если отказы имеют случайный характер, мало зависящий от наработки, и когда последствия отказа незначительны, а меры профилактики стоят дороже, чем замена вышедшего из строя узла.

Усовершенствованный вариант «ремонтов по отказу» – «ремонты по возникновению дефектов», которые определяются по косвенным признакам: вибрации, течи масла и т. п. Для ускорения «ремонтов по отказу» применяют метод агрегатирования. Замена агрегатов производится быстрее замены отдельных частей, входящих в агрегаты; при этом сами агрегаты отправляются на ремонт в специализированные подразделения или предприятия.

Отказ работающего оборудования из-за выхода из строя одной детали может приводить к повреждению других (исправных) деталей, и тем создавать аварийные ситуации. Для их предупреждения разработаны планово-предупредительные ремонты (ППР), которые выполняются после определенной наработки, когда из опыта известно, что механизмы уже нуждаются в ремонте.

Недостаток ППР состоит в следующем. Износ, как правило, не повторяется с большой точностью, т. к. зависит от изменения твердости, размеров и расположения деталей даже в пределах чертежных допусков. Следовательно, ППР фактически проводятся с опозданием или с опережением объективно необходимого срока ремонта. Опоздание с проведением ремонта означает отказ оборудования, поэтому планируют опережающие сроки ППР. Но преждевременная разборка оборудования (когда износ деталей не достиг предельного значения) и последующая сборка без замены деталей нарушает приработку сопряжений, вызывая их ускоренный износ. Отсюда следует объективная необходимость в более точном определении износа по вторичным признакам без разборки механизмов.

Однако действующая система ППР во многом устраивает как Изготовителя оборудования, так и персонал ремонтирующей организации. Изготовитель предписывает частые ППР, во время которых устраняются его огрехи изготовления. У ремонтного предприятия (подразделения) интерес к ППР в том, что эта система дает постоянную занятость с минимальной возможностью контроля качества выполнения ремонтных работ со стороны Заказчика.

1.2. РФС и проактивные ремонты

С 90-х годов при ремонтах стала применяться вибродиагностика, т. е. определение технического состояния механизмов (на присутствие трещин, дефектов сборки, износа) по вибрационному фону, создаваемому работающим оборудованием, с помощью переносных электронных приборов – виброанализаторов. Она в значительной мере сокращает ревизионные простои, связанные с разборкой и осмотром механизмов. Кроме того, сокращаются складские запасы запчастей, т. к. состояние механизмов непрерывно отслеживается, и поэтому закупается только необходимое. Ремонты, назначаемые по техническому состоянию, определяемому вибродиагностикой, получили название «ремонтов по фактическому состоянию».

Вибродиагностика удобно дополняется электронным учетом отказов, что позволяет выявлять проблемные узлы и детали, которые наиболее часто выходят из строя. Эта информация дает возможность анализа причин их низкой работоспособности для выработки мер по увеличению срока службы. Ремонты, проводимые с реализацией мер по повышению долговечности (наработки) заменяемых деталей и сопряжений, стали называть «проактивными ремонтами». После их проведения оборудование работает не только не хуже, но даже лучше нового. Это позволяет говорить, что «проактивные ремонты» сопровождаются омолаживающим эффектом.

Наиболее эффективная система ПАР вместе с тем является наиболее сложной в осуществлении. Само по себе не простое проведение вибродиагностики и электронного учета отказов должно дополняться выработкой мер по замедлению износа и появлению иных дефектов, которые, к тому же, должны проходить проверку на практике. Другими словами проактивные ремонты предполагают проведение в како-то мере научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИиОКР). Это обусловливает более высокие требования, как к службам главного механика (энергетика), так и к подрядным ремонтным организациям или собственным ремонтным подразделениям.

Таблица 1.1

Сравнение систем организации ремонтов

Система ремонтов	Достоинства	Недостатки
По отказу	Не требует больших вложений на оснащение службы ТОиР	Высокая вероятность дорогостоящих и продолжительных ремонтов.
	Система широко применяется, методически проверена, часто ее применение обусловлено требованиями Ростехнадзора	Для предупреждения аварий планируется объем ремонтов, превышающий требуемый. Но и это не исключает вероятность внезапных отказов.
	Исключает аварийные отказы. Ремонтируется исключительно дефектное оборудование. Сокращает складские запасы запчастй.	Требуются первоначальные значительные затраты по подготовке специалистов и техническому оснащению.
	Увеличение межремонтной наработки оборудования за счет устранения источников отказов.	Требуется анализ причин отказов выработка и опробование мер по замедлению их появления, по сути – проведение НИиОКР.

Практика показывает, что не целесообразно применять только одну из представленных систем организации ремонтов. Гибкое их сочетание дает наибольший эффект. В табл. 1.1. и 1.2 приведено сравнение различных систем организации ремонтов и их, рекомендуемое компанией БАЛТЕХ, соотношение для предприятий горно-шахтной отрасли (http://www. *****).

Таблица 1.2

Доли систем организации ремонтов для предприятий

ремонтов	по отказу
Доля применения на предприятии

2. СОСТАВЛЯЮЩИЕ ПРОАКТИВНЫХ РЕМОНТОВ

После того, как планирование ремонтов доведено до совершенства, т. е. проводятся они ни раньше, ни позже, чем это требуется по состоянию механизмов, то для дальнейшего сокращения ремонтных издержек необходимо увеличение послеремонтной наработки. Это достигается проактивными ремонтами, включающими в себя меры по замедлению выхода механизмов из строя вследствие образования трещин, износа, др. дефектов. В том числе:

– оптимизацией рабочих нагрузок и напряжений;

– упрочнением рабочих поверхностей;

– совершенствованием смазки.

2.1. Оптимизация рабочих нагрузок и напряжений

Важными принципами конструирования является снижение массы машин (оборудования) и увеличение производительности (мощности). Но это приводит к росту напряжений в элементах конструкций и на контактных поверхностях. Рост напряжений в элементах конструкций увеличивает вероятность поломок, а на контактных поверхностях – ускоряет изнашивание. Как следствие, происходит к возрастание частоты ремонтов, затраты на которые уменьшают прибыль, а ремонтные простои – доходы от эксплуатации. Поэтому снижение производительности оборудования (рабочих нагрузок) и увеличение его массы могут быть оправданы, если за счет уменьшения ремонтных затрат и простоев произойдет рост прибыли .

Нагрузки, воспринимающиеся оборудованием, в его частях и деталях вызывают напряжения, а на контактных поверхностях создают трение. Можно различать благоприятное и неблагоприятное восприятие оборудованием рабочих нагрузок. При неблагоприятном восприятии имеют место вибрация, концентрация напряжений, которые приводят к быстрым отказам. Работа по исключению неблагоприятного восприятия оборудованием рабочих нагрузок, с вибрацией и концентрацией напряжений, дает существенное сокращение ремонтов. Покажем это на примерах.

Корпус 12-метрового штампа для формовки труб большого диаметра после непродолжительной эксплуатации разломился надвое вдоль продольной оси. Его ремонтная сварка без «усиления» конструкции представлялась не перспективной. Однако собственно «усиления» за счет увеличения массы удалось избежать. Анализ напряженного состояния, показал, что изменение от нормали на 7º угла расположения нижних ребер жесткости (рис. 2.1) более равномерно распределяет рабочее усилие по корпусу штампа и снижает уровень разрушающих напряжений по линии излома. Такая модернизация не потребовала ни удорожания ремонта, ни увеличения массы конструкции .

В машине непрерывного литья заготовок (МНЛЗ) вращение роликов часто прекращалось. При этом «трение качения» ролика о слиток переходило в более агрессивное «трение скольжения», что приводило к быстрому износу в виде «лысок» и преждевременной замене роликов. После того как вращение роликов с осями заменили вращением бочки ролика на неподвижной оси, случаи заклинивания роликов устранились. Как следствие исключился агрессивный вид изнашивания «трением скольжением», что увеличило наработку роликов в 2,5 раза .

Сброс давления в доменной печи производится через атмосферный клапан. Для замедления изнашивания его контактных поверхностей потоком запыленного газа применялась твердосплавная наплавка (HRC55), которая затем подлежала трудоемкой шлифовке. Поскольку истечение газов, вызывающее быстрый износ, происходило из-за неплотного прилегания контактных поверхностей, было решено уплотнить стык огнеупорным асбестом. Истечение газов уменьшилось настолько, что без ущерба сроку службы перешли на менее твердую наплавку (HRС35), обрабатывающуюся точением, что существенно снизило трудоемкость и стоимость ремонта атмосферного клапана .

Исследования износостойкости сварного отвода, служащего для удаления запыленных газов, показали следующее. Увеличение крутизны загиба (вместо 5 секторов применили 4, рис. 2.2) привело к усилению концентрации силового воздействия газового потока столь существенно, что многократно сократило срок службы .

Тележки обжиговых печей при движении контактируют бортами. Износ бортов приводит к перекосу тележек, что в свою очередь создает повышенную нагрузку на приводную «звездочку». Быстрый износ бортов тележек был исключен твердой наплавкой «в размер» . Это одновременно ликвидировало перекос тележек в машине, уменьшило нагрузку на «звездочку» и, как следствие, – частоту замены ее секторов. Если раньше в «звездочке» каждый год заменялось по одному сектору (ценой ~1 млн руб.), то теперь замена сектора проводится раз в четыре года.

В вакууматоре два патрубка, опускающиеся в ковш со стальным расплавом, закрепляются в плоском днище. Один патрубок – для всасывания расплава в вакууматор, другой – для слива расплава обратно в ковш. Всасывающий патрубок при работе создавал вибрацию, которая быстро разрушала огнеупорную футеровку, и вакууматор выводился в ремонт. Для снижения вибраций были применены скрепляющие элементы, в результате чего стойкость вакууматора увеличилась вдвое, и вдвое же снизилась себестоимость вакуумирования .

В сварных железнодорожных мостах трещины появляются неожиданно быстро, всего через 2–7 лет эксплуатации. Долгое время не могли найти причину, пока в 90-х годах не установили, что при проходе поездов в пролетных строениях мостов возникают высокочастотные вибрации. Для их предупреждения традиционные связи из прокатных уголков заменили листовыми диафрагмами, и это исключило появление трещин, даже при 10-кратной наработке .

На восприятие оборудованием рабочих нагрузок большое влияние оказывают концентраторы напряжений . Сам термин говорит о том, что в некоторых местах машин и механизмов, из-за конструктивных особенностей, происходит усиление напряжений. Разрушения, вызванные концентраторами напряжений, отличаются от разрушений от общих перегрузок. Когда перегрузкой охвачено все сечение детали, то разрушению предшествует пластическая деформация. Но она отсутствует, когда условие прочности нарушается только в концентраторе напряжений. По этой причине такие разрушения называют хрупкими.

Они происходят следующим образом. В концентраторе напряжений даже незначительные рабочие напряжения от собственного веса конструкции могут усиливаться до уровня предела прочности металла, что приводит к появлению микротрещины. Если острота ее велика и не спадает по мере продвижения, то трещина начинает представлять собой движущийся концентратор напряжений. Поскольку превышение напряжениями предела прочности в устье трещины сохраняется, то она мгновенно проходит через все сечение. Таким образом, при отсутствии полезных нагрузок, под воздействием только собственного веса, обрушались мосты и галереи, уходили под воду танкеры .

Важным правилом предупреждения хрупких разрушений являются недопущение скопления концентраторов напряжений (отверстий, сварных швов и т. д.). Результатом его несоблюдения явилось разрушение одной из двух балок рукояти экскаватора, На рис. 2.3а видно, что обе части разрушившейся балки недеформированные, что указывает на хрупкий характер разрушения, произошедшего при небольшой нагрузке.

На рис. 2.3б видно место начала разрушения, которое на рис. 2.3а помечено темной стрелкой. Зародившаяся трещина, прежде чем охватить все сечение, сначала продвигалась постепенно, что придало разрушению одновременно и усталостный характер.

Гальваника" href="/text/category/galmzvanika/" rel="bookmark">гальваническое хромирование, цементация, азотирование и некоторые другие. Их характеристики приведены в табл. 2.1.

В проактивных ремонтах такой подход тоже приемлем, если детали ранее использовались без упрочнения. В противном случае надо изыскивать способы упрочнения, более эффективные, чем применяемые. При простом переборе доступных применению способов упрочнения, подходящий способ может выпасть последним, что приведет к потерям времени и средств. Поэтому полезно знать некоторые правила, позволяющие минимизировать число экспериментов при выборе подходящего способа упрочнения.

Таблица 2.1

Характеристики видов упрочнения

Способ упрочнения	Характеристики упрочненного слоя	Примечания
Твердость	Толщина, мм
Способы модифицирования основного металла
Закалка с отпуском		5мм и более	Толщина упрочнения определяется прокаливаемостью стали
Закалка ТВЧ			Применение в серийном производстве, поверхностей простой формы
Закалка газовым пламенем			Склонна к деформированию деталей
Плазменная закалка установкой	HRC 35-65 зависит от стали		Применяется вручную и автоматизировано, в серийном и единичном производстве
Цементация			Высокая трудоемкость процесса
Карбонитрация (аналог азотирования)	HV, зависит от стали		Время обработки 2 часа; придает коррозионную стойкость. Для мелкосерийного производства
Способы с нанесением на поверхность дополнительного слоя
Наплавка			Применяется вручную
Напыление			Возможно нанесение металлов и неметаллов
Гальваническое осаждение покрытий	Зависит от материала	Зависит от материала	Производительность 5–10 мкм/час

Выбор способов упрочнения по толщине упрочненного слоя

Если деталь эксплуатируют до значительного (измеряемого миллиметрами) износа, то не всегда следует задаваться упрочнением на такую же толщину. Большой износ механизмов приводит к потерям мощности, к ударам и вибрациям, вызывающих поломки, становится причиной выпуска низкосортной продукции. Поэтому упрочнение следует рассматривать не только как средство сокращения расхода запчастей, но и как возможность исключения работы оборудования с большим износом. Упрочнение способно многократно (даже в десятки и сотни раз) замедлить изнашивание, благодаря чему необходимость в эксплуатации механизмов с большими износами отпадает.