7. Диагностика технического состояния оборудования
7.1. Основные принципы технического диагностирования
Диагностика - отрасль науки, изучающая и устанавливающая признаки состояния системы, а также методы, принципы и средства, при помощи которых дается заключение о характере и существе дефектов системы без ее разборки и производится прогнозирование ресурса системы.
Техническая диагностика машин представляет систему методов и средств, применяемых при определении технического состояния машины без ее разборки. При помощи технической диагностики можно определять состояния отдельных деталей и сборочных единиц машин, производить поиск дефектов, вызвавших остановку или ненормальную работу машины.
На основе полученных при диагностике данных о характере разрушения деталей и сборочных единиц машины в зависимости от времени ее работы техническая диагностика позволяет прогнозировать техническое состояние машины на последующий срок работы после диагностирования.
Совокупность средств диагностирования, объекта и исполнителей, действующих по установленным алгоритмам, называется системой диагностирования.
Алгоритм - это совокупность предписаний, определяющих последовательность действий при диагностировании, т.е. алгоритм устанавливает порядок проведения проверок состояния элементов объекта и правила анализа их результатов. Причем безусловный алгоритм диагностирования устанавливает заранее определенную последовательность проверок, а условный - в зависимости от результатов предыдущих проверок.
Техническое диагностирование - это процесс определения технического состояния объекта с определенной точностью. Результатом диагностирования служит заключение о техническом состоянии объекта с указанием при необходимости места, вида и причины дефекта.
Диагностирование - один из элементов системы ТО. Основная его цель - достижение максимальной эффективности эксплуатации машин и, в частности, сведение до минимума затрат на их ТО. Для этого дают своевременную и квалифицированную оценку технического состояния машины и разрабатывают рациональные рекомендации по дальнейшему использованию и ремонту сборочных.единиц (обслуживанию, ремонту, дальнейшей эксплуатации без обслуживания, замене сборочных единиц, материалов и т.п.).
Диагностирование проводят как при ТО, так и при ремонте.
При ТО задачи диагностирования заключаются в том, чтобы установить потребность в проведении капитального или текущего ремонта машины или ее сборочных единиц; качество функционирования механизмов и систем машин; перечень работ, которые необходимо выполнить при очередном техническом обслуживании.
При ремонте машин задачи диагностирования сводятся к выявлению сборочных единиц, подлежащих восстановлению, а также оценке качества ремонтных работ. Виды технического диагностирования классифицируют по назначению, периодичности, месту проведения, уровню специализации (табл. 7.1). В зависимости от парка машин диагностирование проводят силами Эксплуатационного предприятия или на специализированных предприятиях технического сервиса.
Диагностирование, как правило, совмещают с проведением работ по ТО. Кроме того, при возникновении отказов машины проводят углубленное диагностирование по заявке оператора.
В последнее время появилась сеть малых предприятий по оказанию услуг технического сервиса машин, в том числе и диагностирования, т.е. диагностирование в этом случае выводится из состава работ по ТО и становится самостоятельной услугой (товаром), которая оказывается по заявке клиента как в период эксплуатации, так и при оценке качества ремонта, остаточной стоимости работ по восстановлению работоспособности и исправности машин, а также при купле и продаже машин, бывших в употреблении.
Работы по диагностированию на эксплуатационном предприятии проводятся в зависимости от размера и состава парка машин на специализированном участке (посту) диагностирования или на участке (посту) ТО. Объектом технической диагностики может быть техническое устройство или его элемент. Простейшим объектом технической диагностики будет кинематическая пара или сопряжение. Однако в класс рассматриваемых объектов может быть включен агрегат любой сложности. Диагностируемый объект можно рассматривать в двух аспектах: с точки зрения структуры и способа функционирования. Каждый из аспектов имеет особенности, описываемые своей системой понятий.
Под структурой системы понимается определенная взаимосвязь, взаиморасположение составных частей (элементов), характеризующих устройство и конструкцию системы.
Параметр - качественная мера, характеризующая свойство системы, элемента или явления, в частности процесса. Значение параметра - количественная мера параметра.
Объективные методы диагностирования дают точную количественную оценку сборочной единицы, машины. Они основаны на использовании как специальных контрольно-диагностических средств (оборудования, приборов, инструмента, приспособлений), так и устанавливаемых непосредственно на машинах или входящих в комплект инструмента машиниста.
Таблица 7.1
Виды диагностирования и области их применения
|
Квалифицирующий признак |
Вид диагностирования |
Область применения |
Основные задачи |
|
По месту диагностирования По объему По периодичности По уровню специализации |
Эксплуатационное Производственное Частичное Плановое (регламентированное) Внеплановое (причинное) Специализированное Совмещенное |
При техническом обслуживании, осмотрах, возникновении отказов и неисправностей При ремонте машин на ремонтных предприятиях При входном и выходном контроле машин в ремонтном производстве При технических осмотрах При периодическом ТО и осмотрах При возникновении отказов и неисправностей При обслуживании машин на сервисных предприятиях и силами ЦБПО При ремонте машин При обслуживании машин эксплуатационным предприятием и силами ЦБПО |
Определение остаточного ресурса сборочных единиц и потребности в регулировочных работах. Установление объема и качества ремонтных работ, обнаружение неисправностей, оценка готовности машин к работам Определение остаточного ресурса сборочных единиц. Контроль качества ремонтных работ Определение остаточного ресурса сборочных единиц, проверка качества их функционирования, выявление перечня регулировочных работ, предотвращение отказов Определение перечня необходимых регулировочных работ, проверка готовности машин к работе или качества их хранения, выявление неисправностей с последующим их устранением Предотвращение отказов, определение остаточного ресурса, установление перечня регулировочных работ, проверка качества обслуживания и ремонта машин Выявление отказов и неисправностей с последующим их устранением Проведение диагностирования, предусмотренного ТО-3 и после межремонтной наработки Определение остаточного ресурса сборочных единиц, проверка качества ремонта Диагностирование с последующим обслуживанием машины, проверка потребности машин в ремонте с устранением дефектов. Выявление и устранение дефектов при возникновении отказов |
Объективное диагностирование разделяют на прямое и косвенное
Прямое диагностирование - это процесс определения технического состояния объекта по его структурным параметрам (зазорам в подшипниковых узлах, в клапанном механизме, в верхних и нижних головках шатунов кривошипно-шатунного механизма, биению валов, размерам деталей, доступных для непосредственного измерения, и др.).
Сборочные единицы и машину в целом диагностируют по структурным параметрам с помощью универсальных измерительных приборов: калибров, щупов, масштабной линейки, штангенциркулей, микрометров, зубометров, нормалемеров и др. Это позволяет получать точные результаты. Недостаток такого метода заключается в том, что он во многих случаях требует разборки объекта диагностирования. Последнее значительно увеличивает трудоемкость работ и нарушает приработку сопряженных поверхностей. Поэтому в практике прямое диагностирование, как правило, проводят в тех случаях, когда структурные параметры объекта диагностирования можно замерить без разборки сопряженных поверхностей.
Косвенное диагностирование - это процесс определения фактического состояния объекта диагностирования по косвенным, или, как их называют, диагностическим параметрам.
В качестве косвенных показателей используют изменение параметров рабочих процессов, структурных шумов, содержания продуктов износа в масле, мощности, расхода топлива и др.
Сам процесс диагностирования проводят с помощью манометров, вакуумметров, пьезометров, расходомеров, пневматических калибраторов, дымомеров и различных специальных приборов.
Последние 10...15 лет многочисленные предприятия на постсоветском пространстве продолжают испытывать довольно противоречивую процедуру смены собственника. Приход нового хозяина является неприятным потрясением, если предприятие стабильно работает и приносит прибыль, а в кого-то вселяется надежда на лучшую жизнь, если родной завод или фабрика «лежит на боку». В результате многочисленных случаев «прихода к власти» корыстных собственников, купивших предприятие лишь с целью выжать из него всё, а после них хоть трава не расти, разрушается отработанная инфраструктура, увольняются кадровые работники, приходит в негодность оборудование.
В настоящий момент мы стали свидетелями прихода в малопривлекательные ранее отрасли промышленности серьезных инвесторов, имеющих средства и желание наладить прибыльное производство. Это вполне закономерный процесс, так как конкуренция в наиболее привлекательных сейчас отраслях, например в нефтедобыче и переработке нефтепродуктов, достигла небывалого накала. Новые компании с серьезными амбициями растут, набирают инвестиционный «вес», ищут пока не заполненные секторы экономики, куда можно вложиться, пусть даже без расчета на моментальную прибыль.
Так с чем сегодня приходится сталкиваться инвестору, намеренному приобрести промышленные активы, побывавшие в руках захватчиков-однодневок? Вариантов много, и каждый проект связан с самыми разнообразными проблемами, начиная с юридических и заканчивая технологическими. Но есть одна общая проблема – это трудность объективно оценить техническое состояние технологического комплекса предприятия. Такая оценка необходима инвестору, чтобы принять решение о целесообразности вложения средств в уже существующую технологию. Иногда проще создать современное предприятие с «чистого листа», чем реанимировать старое. Однако возможна и обратная ситуация, когда восстановление старого оборудования позволяет в короткий срок запустить предприятие и начать окупать проект.
В короткой статье отразить все тонкости данного вопроса невозможно. Многое зависит от профессионализма команды инвестора, а это тоже своеобразная проблема. Мало иметь грамотных механиков, надо, чтобы эти специалисты могли правильно взаимодействовать с юристами, технологами и, конечно, имели опыт оценки сложных предприятий.
Рассмотрим примерный план действий инвестора при проведении оценки технического состояния технологического комплекса небольшого горнодобывающего предприятия.
Проблема потерь активов за время, когда предприятие не раз переходило из рук в руки, сегодня особенно важна. За предприятием может числиться много «мертвых душ», т. е. несуществующего, разграбленного оборудования, поэтому на первом этапе необходимо разобраться, что же есть в наличии на самом деле и что можно использовать при реализации производственной программы. Это совместная работа технологов и юристов, представляющих интересы инвестора.
В случае принятия решения о целесообразности дальнейшей эксплуатации проводят поэтапную дефектовку оборудования и составляют план необходимых восстановительных ремонтов (при необходимости). Однако эта работа будет возможной уже после вступления в права собственности, поэтому на специалистов из команды инвестора ложится очень большая ответственность. В нашей стране ситуация по предприятиям часто усугубляется отсутствием необходимой документации, невозможностью воспроизвести историю предприятия на протяжении целого ряда лет, имеет место умышленное сокрытие информации, в том числе касающейся чисто производственных вопросов. Сегодня инвестиционный бизнес можно сравнить с хождением по минному полю, где подрыв означает потерю больших денежных средств.
Этап 1. Собирают первоначальные сведения о наличии техники и единиц основного оборудования на основании изучения баланса предприятия. Проводят краткую сверку сведений по наличию основного оборудования с фактически находящимся на объекте – то, «что видят глаза».
Основное оборудование (на примере щебеночного карьера): самоходные машины всех типов и колесный транспорт, мощные насосы, илососы, землесосы, конвейерный транспорт, дробильно-сортировочное оборудование, высоковольтное оборудование, ЛЭП, грузоподъемное оборудование, станки РМЦ, компрессорное оборудование и проч.
В случае несоответствия балансовых сведений и фактических выясняют причину отсутствия (наличия) оборудования (аренда, залог, разграблено) и составляют соответствующий справочный документ. На период, когда предприятие еще не приобретено, получение балансовых сведений связано с определенными трудностями, поэтому изучению должны подлежать любые списки от прежнего владельца предприятия, графики ППР (ремонтов) механической службы и другие документы, которые потенциально могут содержать сведения по оборудованию. Следует обратить внимание на принадлежность передаваемого оборудования, так как оно может быть выкуплено другими фирмами для дальнейшей спекуляции с новым хозяином.
Этап 2. После уточнения сведений по наличию оборудования проводится предварительная оценка его технического состояния.
Данная оценка включает в себя:
а) визуальный осмотр оборудования с выявлением значимых повреждений элементов, деформаций металлоконструкций, нарушением геометрии, контроль комплектности. Изучение приводных и подвижно-несущих элементов на видимый износ, коррозию. Осмотр подшипников на наличие явных дефектов и любых цветов побежалости. Осмотр корпусов машин на наличие подтеков масла, трещин и т. д. Если оборудование в рабочем состоянии, то задача упрощается, так как можно проконтролировать такие параметры, как вибрация определенных агрегатов (двигатели, редукторы) и температура определенных узлов. Ощутимо сильная вибрация и высокая температура (конечно, если речь не идет о вибраторе и нагревателе) помимо прочего могут указывать на наличие скрытых дефектов или на сильный износ оборудования, снижение жесткости конструкций и др. Универсальных и точных методик здесь не существует, необходимо принимать тот способ изучения, который наиболее подходит к данному объекту и к данному типу оборудования. Также проводят обязательный осмотр высоковольтного оборудования на предмет возможного расхищения (электродвигатели, кабели, шины – цветной металл).
Результаты осмотра отображают в произвольной форме в документе осмотра для дальнейшего изучения, они будут являться самыми важными при составлении предварительного заключения об общем техническом состоянии комплекса;
б) изучение сведений по фактической наработке оборудования и его «возраста». Основным показателем наработки для горных машин является объем переработанной горной массы за период (с начала эксплуатации, с даты проведения последних ремонтов). Данные по наработке можно брать из планов ППР механической службы (при наличии таковой) или сопоставляя данные по выполнению производственных программ предприятия за интересующий период. Во внимание берутся показатели счетчиков моточасов, пробега (при наличии таковых) самоходного оборудования, транспорта. Сопоставление данных из баланса и данных из паспортов оборудования необходимо, чтобы определить «возраст» оборудования. Данные по наработке и «возрасту» отображаются в отдельном документе в произвольной форме;
в) краткий анализ состояния технической и эксплуатационной документации (планы ремонтов, ПСМ и паспорта оборудования, сведения по техническому освидетельствованию, графики проведения экспертиз промышленной безопасности и заключения по ним). Оценивается состояние документации и порядок ведения. Обычно правильное и своевременное ведение данных документов говорит о грамотно поставленной работе эксплуатирующих служб, что непосредственно сказывается на техническом состоянии всего технологического комплекса;
г) изучение планов поставок запасных частей на основное оборудование за последнее время. Следует обратить внимание на номенклатуру и количество. Если какая-либо позиция повторяется неоправданно многократно по отношению к наработке, то возможно наличие скрытого дефекта в самом оборудовании, вызывающего повышенный расход данной запасной части. Или существует влияние внешних условий: особенностей месторождения, климата (абразивность, запыленность, влажность) и т. д., что необходимо будет учитывать в дальнейшей работе комплекса.
Этап 3. Изучают состояние самих эксплуатирующих служб, наличие профессиональных кадров.
Этап 4. При наличии РМЦ проводят обязательный осмотр ремонтного оборудования с оценкой потенциальных возможностей ремонтной службы.
Этап 5. Проводят опрос ИТР предприятия на предмет желаемой модернизации комплекса или проведения восстановительного ремонта. В случае неработоспособности комплекса на момент приобретения надо постараться получить план восстановительных работ, составленный ИТР предприятия для внутреннего использования. Обычно данный документ позволяет получить самую объективную оценку технического состояния комплекса.
Этап 6. На основании всех вышеперечисленных стадий изучения технологического комплекса проводят общую оценку состояния данного комплекса с вынесением решения о целесообразности или нецелесообразности дальнейшей эксплуатации.
Применяемые производственные фонды, их техническое состояние и степень соответствия современному развитию техники в значительной мере характеризуют технический уровень предприятия и предопределяют эффективность их использования.
Техническое состояние оборудования характеризуется его физическим и моральным износом, уровнем применения новой техники, а это в первую очередь зависит от возраста оборудования. Старое оборудование, как правило, менее производительно и более изношенно. Однако устаревшее, но физически пригодное к эксплуатации оборудование может быть модернизировано путем конструктивных изменений или замены отдельных узлов и деталей, т. е. устраняется его моральный износ. В этом случае технико экономические показатели старого оборудования доводятся до уровня последних образцов, выпускаемых промышленностью, и увеличивается срок его эксплуатации.
Модернизация устаревшего оборудования обходится значительно дешевле, чем приобретение и установка нового. Устаревшим считается оборудование, функционирующее 10–15 лет, сильно устаревшим – функционирующее более 15 лет. Оборудование, находящееся в эксплуатации до 5 лет, относится к прогрессивному.
Для характеристики технического состояния оборудования недостаточно его разделять только по возрасту: различное технологическое оборудование имеет неодинаковый нормативный срок эксплуатации.
При анализе технического состояния оборудования следует рассмотреть, какие меры принимаются на предприятии для замены устаревшего, непригодного для модернизации оборудования, т. е. каков коэффициент обновления: чем выше этот коэффициент, тем в большей степени обновлено оборудование.
Коэффициент модернизации – это отношение числа модернизированных единиц оборудования к общему числу оборудования данного вида.
Коэффициент изношенности – это отношение суммы начисленного износа оборудования к стоимости этого оборудования на конец года.
Коэффициент обновления – это отношение стоимости вновь поступившего за год оборудования к стоимости оборудования данного вида на конец года.
Анализ технического состояния оборудования позволяет составить план его первоочередной замены или модернизации. При анализе следует обратить внимание на внедрение новой техники, особенно автоматизированной. Коэффициент автоматизации производства определяют как отношение используемого автоматизированного оборудования к общему его количеству. Для сравнения этот коэффициент необходимо исчислить за ряд периодов.
Вы также можете найти интересующую информацию в электронной библиотеке Sci.House. Воспользуйтесь формой поиска:
Техническое состояние - это совокупность изменяющихся в процессе эксплуатации свойств машины. Данные свойства характеризуют пригодность машины к дальнейшему использованию по назначению, а также определяю значения параметров и качественные признаки, состав которых установлен согласно технической документацией. Могут различаться следующие виды технического состояния: неисправное и исправное, неработоспособное и работоспособное. Ремонт гусеничных кранов производит "Стройтехноктракт".
Исправным называют состояние объекта, которое удовлетворяет абсолютно всем требованиям конструкторской и нормативно-технической документации.
Работоспособным называют состояние объекта, которое имеет значения параметров, характеризующих способность выполнять все заданные функции, а также соответствуют требованиям конструкторской и нормативно-технической документации.
Машина может быть одновременно работоспособной, но неисправной. Ярким примером будет, поврежденная окраска кабины трактора или автомобиля, помята обшивка бункера комбайна. При этом работоспособность машины (производительность, расход топлива и т. п.) сохраняется. Однако она считается неисправной, так как не удовлетворяет абсолютно всем требованиям конструкторской и нормативно-технической документации.
Предельное состояние - есть состояние, при котором применение объекта по назначению нецелесообразно или недопустимо. Причинами может быть низкая эффективность эксплуатации или невозможность безопасной работы, а также значительные затраты на ремонт. Предельное состояние устанавливается на основании критериев (признаков или совокупности признаков).
При использовании объекта параметры состояния изменяются. в результате чего теряется работоспособность или исправность.
Повреждение - событие, заключающееся в нарушении исправности.
Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособности. Устранение последствий отказа всегда связано с материальными и трудовыми затратами. Они складываются из разборочно-сборочных и регулировочных работ, затрат на запасные части или замену агрегата и убытков от простоя машин. Особенно весомы убытки от простоя машины, так как за это время она не используется по назначению.
Поддержание машин в работоспособном состоянии дает значительный экономический эффект вследствие снижения суммарных издержек, связанных с убытками от простоев и затратами на устранение последствий отказов.
Для оценки технического состояния машины используют различные параметры.
Различают структурные и диагностические параметры, которые можно количественно измерить.
Структурные параметры - это износ, размер детали, зазор или натяг в сопряжении, физико-механические свойства материала, технические характеристики машины и ее составных частей, непосредственно обусловливающие техническое состояние машин.
Диагностические параметры, используемые для оценки технического состояния машин, косвенно характеризуют их структурные параметры (температура, шум, вибрация, герметичность, расход масла, давление, параметры движения деталей и т. п.). В тех случаях, когда структурный параметр определяется в процессе диагностирования прямым измерением, он одновременно будет и диагностическим.
Качественные признаки технического состояния, появляющиеся в результате изнашивания, деформации, разрушения или старения детали, обычно проявляются в виде наличия течи масла, топлива, охлаждающей жидкости, определенного цвета отработанных газов, в появлении характерного шума, скрежета, специфического запаха и т. п. Эти признаки не измеряют, а только оценивают органолептически, то есть на основании восприятия органов чувств - зрения, обоняния, слуха, осязания, вкуса.
Применяемые орудия труда, их техническое состояние и степень соответствия современному развитию техники в значительной мере характеризуют технический уровень предприятия и предопределяют эффективность их использования. Наиболее активное влияние на производительность труда и организацию технологического процесса оказывают технологическое оборудование и средства механизации. Поэтому в первую очередь следует анализировать техническое состояние технологического оборудования.
Техническое состояние оборудования характеризуется его физическим и моральным износом, уровнем применения новой техники, а это в первую очередь зависит от возраста оборудования. Старое оборудование, как правило, менее производительно и более изношено. Однако следует учитывать, что устаревшее, но физически пригодное к эксплуатации оборудование может быть модернизировано, т. е. путем конструктивных изменений или замены отдельных узлов и деталей устаревшего оборудования устраняется его моральный износ. В этом случае технико-экономические показатели старого оборудования доводятся до уровня последних образцов, выпускаемых промышленностью, и увеличивается срок его эксплуатации. Модернизация старого оборудования обходится значительно дешевле, чем приобретение и установка нового. Поэтому, если можно модернизировать устаревшее оборудование, следует идти по этому пути. Устаревшим считается оборудование, функционирующее 10-15 лет, более 15 лет - сильно устаревшим. Оборудование, находящееся в эксплуатации до 5 лет относится к прогрессивному.
Для характеристики технического состояния оборудования недостаточно его подразделять только по возрасту. Дело в том, что различное технологическое оборудование имеет неодинаковый нормативный срок эксплуатации. Поэтому техническое состояние оборудования будет отражать также степень его износа, т. к. чем короче нормативный срок эксплуатации оборудования, тем нормы амортизации по нему устанавливаются выше.
При анализе технического состояния оборудования следует рассмотреть, какие меры принимаются на предприятии для замены устаревшего, непригодного для модернизации оборудования, т. е. каков коэффициент обновления. Чем выше этот коэффициент, тем в большей степени обновлено оборудование.
Коэффициент модернизации определяют как отношение числа модернизированных единиц оборудования к общему числу оборудования данного вида.
Коэффициент изношенности - отношение суммы начисленного износа оборудования к стоимости этого оборудования на конец года.
Коэффициент обновления - отношение стоимости вновь поступившего за год оборудования к стоимости оборудования данного вида на конец года.
Анализ технического состояния оборудования позволяет составить план его первоочередной замены или модернизации. При анализе следует обратить внимание на внедрение новой техники, особенно автоматизированной. Коэффициент автоматизации производства определяют как отношение используемого автоматизированного оборудования к общему его количеству. Для сравнения этот коэффициент необходимо исчислить за ряд периодов, что позволит установить реальные достижения предприятия в области автоматизации производственных процессов.
