Благодарим редакцию журнала "Компания НЛМК" за предоставление данного материала.

Переход от реактивного обслуживания оборудования к проактивному - ключевое отличие новой стратегии управления техническим обслуживанием и ремонтами (ТОиР), которая внедряется в Группе НЛМК.

Новая стратегия управления ТОиР направлена на оптимизацию стоимости владения оборудованием за счет повышения надежности его работы и снижения количества простоев. Стабильную работу агрегатов совместными усилиями теперь будут обеспечивать специалисты по надежности оборудования, специалисты по планированию, мастера ремонтных и технологических служб, каждый рабочий на своем участке.

Проект «Fast close»

Ремонтная функция Группы НЛМК на сегодняшний момент находится в стадии очень серьезных и быстрых трансформаций, - говорит вице-президент по системе управления ремонтами Дмитрий Колесов. - Мы ведем большое количество проектов, многие из которых крайне амбициозны. Один из них - проект «Быстрое закрытие ремонтных работ собственным и привлеченным персоналом (Fast close)».

В основных цехах Дирекции ремонтного комплекса на липецкой площадке с 1 июля закрытие всех ремонтных работ будет происходить каждый день, то есть ежесуточно будет проводиться учет всех трудовых и материальных ресурсов. Основная задача этого проекта - детализировать планирование и списание фактически выполненных работ по ТОиР не на цех, как это было раньше, а на конкретную машину. В результате будет создана цифровая база данных по истории ремонтов.

Теперь мы точно будем знать, какие затраты потребовались на ремонт каждой машины - моталки, клети, рольганга, - объясняет Алексей Попов, директор Ремонтного комплекса. - За счет этого мы достигнем полной прозрачности информации по затратам на ремонты, уменьшим сроки предоставления отчетности, повысим качество использования ресурсов. Мы сможем актуализировать существующие типовые ведомости дефектов и накопить нормативную базу для разработки техкарт.

Проект стартовал в середине марта. Специалистам ремонтных служб НЛМК необходимо было в кратчайшие сроки сформировать новый каталог оборудования в SAP ERP. С этой сложной задачей, на которую зачастую уходят годы, они справились за три недели.

Были отобраны 33 специалиста по надежности и 106 специалистов по планированию работ в SAP, - рассказывает Николай Волосатов, начальник отделения ЦРПО ЦХПП, - Одновременно с обучением эти специалисты выполняли практическую работу - составляли функциональные блок-схемы основных цехов комбината и в итоге сформировали в SAP ERP каталог оборудования, в который вошли более 10 тысяч машин.

Совместно с подразделениями вице-президента по управлению рисками, дирекцией по персоналу и НЛМК-ИТ была разработана пошаговая схема работы с заказами ремонтной функции. Теперь в SAP ERP можно оперативно отслеживать и корректировать любые заказы на ТОиР оборудования, вести учет работ, выполняемых как собственным персоналом, так и сторонними организациями.

Проект «Norgau tools»

Одна из основных задач, стоящих перед ремонтниками - сократить время проведения ТОиР оборудования при сохранении должного уровня качества работ. Для этого необходим современный механизированный и высокопроизводительный инструмент. В результате тендера была выбрана компания Norgau - один из мировых лидеров по производству и поставке стандартного и специализированного инструмента.

Мы хотим передать управление бюджетом на инструмент руководителям ремонтных отделений в соответствии с выделенными лимитами, - говорит начальник отдела планово-аналитического управления Михаил Мащенко. - При этом появится возможность осуществлять заказ необходимого под ремонт инструмента через информационную систему в режиме онлайн каждым мастером ремонтного участка. Реализация проекта “Norgau tools” позволит обеспечить ремонтника необходимым качественным инструментом в срок до 5 дней.

Пилотный проект по трансформации ТОиР в цехе горячего проката

Пилотный проект по внедрению новой системы управления ТОиР стартовал в апреле в цехе горячего проката в Липецке. Переход на проактивное обслуживание оборудования повлек за собой создание функциональных вертикалей управления надежностью оборудования, планирования и оперативного исполнения работ на всех уровнях в ремонтном отделении. Это позволило уже сегодня сформировать команды на каждом ремонтном участке ЦГП, сфокусировав внимание как на оборудовании, так и на людях.

В результате культурной и технической трансформации нам важно получить мощную управляемую систему проактивного ТОиР, - объясняет директор ремонтного комплекса Алексей Попов. - Во главе этой системы - команда, работающая как единый организм, начиная от начальника отделения и заканчивая слесарем-ремонтником, с набором специальных компетенций, связанных едиными показателями эффективности с фокусом на конкретное оборудование.

Совместно с нашими HR-партнерами были разработаны специальные требования к компетенциям специалистов ремонтных участков, программы обучения и регламент их взаимодействия. На сегодняшний день обучено более 50 РиС пилотного отделения ЦГП ЦРПО инструментам процессных и поведенческих изменений. Локализована ответственность за состояние оборудования на уровне участков, отрабатываются методики по управлению надежностью оборудованием и планированием, а также регламент взаимодействия «технолог-планировщик-надежник-мастер».

Трансформация за один день, или «Under Construction»

Предварительно важнейшие элементы стратегии проактивного обслуживания оборудования - рациональное распределение функционала внутри ремонтных служб и их эффективное взаимодействие с технологическими подразделениями - были отработаны в ходе бизнес-игры «Under construction». Ее организовали для сотрудников цеха по ремонту прокатного оборудования и технологического персонала цеха горячего проката. Сделали это специально для того, чтобы подготовить их к участию в пилотном проекте по трансформации ТОиР.

Мы на короткое время воссоздали максимально правдоподобную копию реальности, в которой живут и работают наши сотрудники, - объясняет происходящее Михаил Русаков, руководитель группы по дистанционному обучению УОРП НЛМК. - Не было привычного нам преподавателя или тренера - игровая среда стала лучшим учителем. Участники методом проб и ошибок налаживали командную работу и учились взаимодействовать в рамках новой системы.

По условиям игры «Under Construction» две конкурирующие компании - команды «Арт-Бетон» и «Нано-бетон» - производят железобетонные конструкции. Обе - в равных условиях: штат из 11 человек - руководитель производства, рабочие и ремонтная служба; четыре склада комплектующих деталей, три участка промежуточной сборки и один - финальной.

Как и в реальной жизни, в ходе игры происходят аварийные остановки оборудования или же просто выявляются неисправности, не требующие незамедлительного ремонта. Как и на действующем производстве, у игроков есть возможность выбрать один из нескольких вариантов действий: устранить неисправность с привлечением минимума ресурсов, выполнить полное техническое обслуживание оборудования своими силами или провести ТО с привлечением подрядчиков. Единственное отличие - последствия выбранного варианта действий становятся очевидны через считаные минуты. В целом, бизнес-игра продолжалась 8 часов, за которые участники «прожили» 4 игровых года.

Сделал для себя определенные выводы, - говорит Александр Круглов, ведущий специалист отдела по техническому состоянию оборудования цеха по ремонту прокатного оборудования (ЦРПО) НЛМК. - Во-первых, самое главное в новой системе ТОиР - это совместная работа. Ну, и чем больше надежность оборудования, тем выше производственные показатели!

И в игре, и в реальности - ставка на людей

В качестве показателей эффективности (KPI) в бизнес-симуляции использовались реальные индикаторы: выполнение показателей по выпуску продукции, время простоя и время ремонта оборудования, коэффициент готовности оборудования, точность планирования и расходования бюджета ремонтного фонда. Они оценивались по итогам каждого игрового раунда.

Первый раунд команды отыграли в привычном для себя режиме, но уже во втором по условиям игры один из сотрудников ремонтной службы взял на себя роль надежника. На протяжении всего игрового года он собирал статистику по отказам техники, принятым решениям и их последствиям. А в третьем раунде в «Арт-Бетоне» и «Нано-бетоне» появились планировщики. Их основная задача - на основании стратегии ТОиР, определяемой специалистом по надежности, качественно планировать работы, формировать и контролировать бюджет, ресурсы, договариваться с технологическими службами о времени проведения технического обслуживания и ремонтов. Как результат - к началу заключительного, четвертого, раунда коэффициент готовности оборудования у команды «Нано-Бетон» увеличился более чем в полтора раза, а у «Арт-Бетона» - в три.

Во время финального обсуждения участники отметили, что «на рабочих местах у них все немного по-другому с точки зрения объемов и сложности задач», однако принципы и подходы, сработавшие в игре, будут очень полезны в условиях реального производства. Ведь такие мероприятия не только обучают новым методам работы, но и позволяют понять процесс трансформационных изменений, делают команду командой и объединяют коллектив.

Изменения - комплексный и сложный процесс, особенно в таких масштабах, как у нас. Поэтому основную ставку мы делаем именно на людей, которые внедряют эти изменения на своих рабочих местах, - объясняет Алексей Рубахин, начальник отдела «Офис изменения» планово-аналитического управления НЛМК. - Сегодня очень важно найти баланс между инвестициями в новые технологии, оборудование и развитие персонала. Научившись эффективно управлять интеллектуальными активами, используя скрытые резервы и потенциал наших специалистов, мы сможем сформировать команды лидеров изменений, создать благоприятный психологический климат в коллективе и достичь высоких экономических эффектов. Поэтому девиз наших изменений: «Одна команда - один результат!»

Екатерина Засолоцкая

Современный уровень развития технологий горнодобывающих и горноперерабатывающих предприятий предъявляет высокие требования к надежности оборудования, а также эффективной и экономичной его работы. Надежность оборудования базируется на обязательном применении новейших средств, методов контроля и наладки горно-шахтного оборудования (ГШО) и требует комплексного подхода к решению инженерно-технических проблем.

Работоспособность ГШО (т.е. способность удовлетворять заданным техническим характеристикам в течение определенного момента времени) и восстановление его основных характеристик обеспечивается на предприятиях установленной системой технического обслуживания и ремонта (ТОиР).

Согласно ГОСТ 28.001-83 целью системы ТОиР является управление техническим состоянием изделий в течении всего срока их службы (или ресурса до списания), позволяющее обеспечить заданный высокий уровень их готовности к использованию по назначению и работоспособности в процессе эксплуатации при минимальных затратах как времени, так и средств на выполнение технического обслуживания и ремонта изделий.

Усилия системы ТОиР должны быть направлены на повышение коэффициента использования оборудования, который согласно ГОСТ 13377-75 описывается следующим уравнением:

(1.1)

где t сум – наработка в часах; t п и t то - время всех простоев, вызванное необходимостью ремонта и технического обслуживания объекта.

Логично предположить, что для того чтобы повысить K T следует увеличить наработку и уменьшить время простоев оборудования, как в ремонте, так и при техническом обслуживании. В тоже время качество проведенного технического обслуживания может уменьшить количество ремонтов, и соответственно качество проведенного ремонта влияет на продолжительность межремонтного интервала.

Обеспечение успешной работы ГШО в течение длительного периода времени требует аккуратного выбора конструкции оборудования, правильной установки, бережной эксплуатации, возможности диагностирования (наблюдения) за изменениями характеристик через определенное время, и в случае отказа, способностью полностью исследовать причину отказа и принять меры, чтобы предотвратить повторение проблемы. ГШО, которое правильно установлено, динамически сбалансировано, находится на регламентированном фундаменте с допустимой соосностью, обеспечено качественной смазкой, запускается, эксплуатируется и останавливается с требованиями ТУ, а также если эксплуатационный персонал наблюдает за отклонениями параметрических значений, обычно никогда не испытывает аварийных отказов.

Во время проведения выездного обслуживания специалисты технического сервиса компании «Балтех» не раз сталкивались с ситуацией, что часто горно-шахтное оборудование эксплуатируется не в расчетном режиме, с менее эффективным кпд, или установлено на неустойчивых опорных плитах, или работает в условиях не допустимой расцентровки валов, или, будучи смазанное на ремонтном заводе, больше не смазывается, пока не заклинит подшипники, и как следствие, по результатам вибрационного анализа очень частый дефект «ослабление опор». Согласно концепции «Надежное оборудование» (разработчик компания «Балтех», г.Санкт-Петербург) при эксплуатационных и сервисных (ремонтных) работах ГШО должен соблюдаться принцип международных систем качества P-D-C-A «ПЛАНИРУЙ-ДЕЛАЙ-ПРОВЕРЯЙ-АНАЛИЗИРУЙ». Согласно данной концепции всегда необходимо найти и проанализировать причину отказа, принять необходимые меры не только по ее локализации с помощью средств функциональной и тестовой диагностики, но и спланировать превентивные мероприятия (указ на слабые технические стороны разработчику или технологии ремонта собственного подразделения), чтобы в следующие периоды эксплуатации ГШО эта «болезнь» не повторилась. Таким образом коэффициент надежности оборудования может не только поддерживаться на уровне заложенном при проектировании разработчиком (производителем), но и повышаться за время эксплуатации машин и механизмов, что приводит к повышению эксплуатационной рентабельности. В учебном центре «Балтех» под каждый вид оборудования разработаны отдельные концептуальные программы начиная с расчета экономической целесообразности внедрения методов параметрической диагностики, подбора функциональных приборов и диагностических систем, и заканчивая поставкой с обучением на предприятии данной отрасли. Мировой опыт показывает, что существует всего несколько форм технического обслуживания. В каждой отрасли процентное соотношение отличается в зависимости от специфики и технологий.

Пять подходов к обслуживанию ГШО

Если Вы достаточно долго работаете в промышленности, то, возможно, наблюдали все различные формы технического обслуживания. Способы работы обслуживающих или ремонтных подразделенй, обычно относятся к пяти различным категориям:

1. Реактивное (реагирующее) профилактическое обслуживание (РПО);
2. Обслуживание по регламенту или планово-профилактическое обслуживание (ППР);
3. Обслуживание по фактическому техническому состоянию (ОФС);
4. Проактивное или предотвращающее обслуживание (ПАО);
5. Концепция «НадО:2010» (комбинированная концепция надежности оборудования)

ФОРМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ	ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
Реактивное обслуживание (затраты 750руб на 1КВт в год)	Ремонт или замена оборудования только в случае выхода из строя, либо полной выработки ресурса
Планово-профилактическое обслуживание (затраты 600руб на 1КВт в год)	Планово-периодическое проведение профилактических работ, составление и соблюдение календарного графика
Обслуживание по фактическому состоянию (ОФС) (затраты 360руб на 1КВт в год)	Обслуживание только дефектного оборудования в сочетании с профилактикой внеплановых остановов
Проактивное обслуживание (затраты 240руб на 1КВт в год)	Продление межремонтного интервала и интервала между обследованиями
Концепция «НадО :2010»	КОМБИНИРОВАННАЯ КОНЦЕПЦИЯ

Принципиальное значение конечной стоимости затрат на производство работ связанных ТОиР связано с выбором формы организации ситемы ТОиР.

• Реактивное (реагирующее) профилактическое обслуживание (РПО).

Форма технического обслуживания при которой ремонт и/или замена узла (агрегата, машины и т.д.) производится только после выхода его из строя (отказа), либо полной выработки ресурса. Данная форма технического обслуживания может быть применима только для дешевого вспомогательного оборудования при наличии его резервирования. Иногда эту форму называют «агрегатированием», т.к. меняется полностью агрегат (например насос экскаватора ЭКГ-10, или привод-электродвигатель).

Достоинством данного метода является то, что до наступления отказа оборудования не требуется вложения средств на саму систему ТОиР, недостатком – что эта «мнимая» экономия может привести к колоссальному по времени внеплановому простою оборудования вследствие его внезапного отказа и чрезмерно высокой стоимости непосредственно самого ремонта, тем более возможности ремонтного подразделения ограничены.

• Обслуживание по регламенту (ППР).

Цель проведения обслуживания по регламенту или, по-другому, планово-предупредительных работ (ППР), в исключении числа отказов оборудования путем проведения периодического профилактического технического обслуживания и плановых ремонтов.

В основе этой стратегии заложен следующий принцип: используя статистические данные истории отказов аналогичного оборудования и принципов развития определенных процессов износа отдельных его узлов в зависимости от фактической наработки, устанавливают такой срок эксплуатации оборудования, при котором вероятность безотказной работы будет достаточно высокой (например, 98%), подразумевая малую вероятность интенсивного износа и отказа оборудования. Этот срок называют межремонтным интервалом и жестко привязывают к календарному план-графику производства, с таким расчетом, чтобы проводить необходимые ППР без ущерба технологическому процессу самого производства. Считается, что дефектация определенного узла машины с целью определения необходимости его ремонта либо замены по окончании фиксированного межремонтного интервала, существенно снижает вероятность его отказа.

Однако на практике эти принципы не всегда работают. В реальных условиях строгая линейная зависимость между наработкой на отказ или сроком эксплуатации и техническим состоянием механизма существует только при наличии исключительно либо химической коррозии, либо механической эрозии и износа, либо усталостного износа.

Остаточный ресурс механизма не должен определятся только временем его эксплуатации. Бесспорно, что время эксплуатации оказывает влияние на техническое состояние механизма, но время не единственный фактор, определяющий его остаточный ресурс, а часто даже малозначительный. Каждый механизм состоит из целой гаммы допусков: проектно-конструкторских, производственно-технологических, допусков на комплектацию, допусков на пуско-наладочные, эксплуатационные и ремонтно-профилактические работы, которые также выполняются специалистами разных квалификаций. Как следствие, на практике не существует двух совершенно одинаковых механизмов и не может быть абсолютно одинаковых процессов их эксплуатации. Наиболее значимыми факторами (вопросами), оказывающие влияние на эксплуатационные характеристики промышленного оборудования являются:

• где, когда и как оборудование было изготовлено?
• при каких условиях оборудование хранилось?
• как оно транспортировалось?
• как осуществлялся его монтаж?
• при каких условиях оно эксплуатировалось?
• какова была квалификация и техническое оснащение обслуживающего персонала?
• каково было содержание и качество последовательно произведенных ремонтов?, и т.д.;

Важно всегда помнить и о том, что остаточный ресурс любого исправного механизма не обоснованно подвергшегося вмешательству сокращается по причине нарушения качества кинематических взаимосвязей в его узлах, достигнутое естественной приработкой сопрягаемых узлов и деталей в процессе эксплуатации. Это есть самый существенный недостаток системы ППР. Чем более высокотехнологичен механизм, тем больший урон ему наносят необоснованные ревизии.

Несмотря на все вышесказанное, система ППР остается наиболее популярной среди предприятий горнодобывающей промышленности. Причины этому различны:

• Практический опыт использования системы ППР показал значительное снижение эксплуатационных затрат по сравнению с системой РПО (по разным источникам от 15 до 40%).
• Система ППР хорошо развита, отработана, имеет хорошую методологическую основу и позволяет поддерживать заданный уровень исправности и работоспособности оборудования.
• Отсутствие четкого представления у руководителей предприятий о более прогрессивных системах ТОиР, усугубленная нехваткой квалифицированного персонала ремонтных служб и технического аппаратно-инструментального обеспечения для производства работ по фактическому техническому состоянию оборудования.

Однако самой важной причиной является то, что система ППР устраивает как изготовителя оборудования, так и персонал эксплуатирующей его организации.

Изготовитель (дистрибьютор), представляющий гарантию на произведенное (поставленное) им оборудование, предоставляет пакет инструкций обязывающий производить регламентированный ППР в зависимости от его наработки, тем самым страхуясь, в том числе, и от своих ошибок, что дает ему возможность отказать в гарантии, если оборудование не было подвергнуто требуемому техническому обслуживанию.

Изготовитель также имеет право отказать в гарантии, если усомниться в качестве произведенных работ. Несмотря на то, что в руководящих документах (РД) прописан перечень необходимых работ по поддержанию исправности оборудования, у предприятия-эксплуатационщика может не быть специалиста требуемой квалификации, опыта и требуемого инструмента для их проведения.

Более того, изготовитель ГШО, являясь прекрасно осведомленным о характере его эксплуатации, зачастую требует настолько идеальных условий, выполнение которых на практике весьма затруднительно или практически невозможно, невыполнение которых обязывает эксплуатационщика проводить все новый и новый ряд профилактических работ.

У ремонтного подразделения несколько иной принцип: «мы сделали то, что предписано», можно еще добавить «как смогли, и чем смогли». Очень часто никаких претензий к ним не должно, так как они действительно производят ремонт современного оборудования по ремонтной технологии отстающей на много лет. Технические аудиты компании «Балтех», проведенные на предприятиях в различных регионах России и СНГ за последние два года показали, что приборная и инструментальная база улучшается, иногда необдуманно и даже с избытком, но проблема обученных кадров и качественной технологии ремонта нет. Сервисные организации пока осуществляют в большинстве случаев только поставку запасных частей, а на импортное оборудование с большой задержкой.

К тому же система ППР весьма затратная форма технического обслуживания, так как в большинстве случаев стимулируется сдельной системой оплаты труда по принципу «больше ремонта – больше оплата». Следовательно, как непосредственные исполнители, так и их руководители заинтересованы в большем объеме ремонтных работ, что существенно затрудняет интеграцию новых подходов к системе ТОиР.

С приходом рыночной экономики и появлением собственников ситуация начинает меняться. Взвесив все «за» и «против» руководители предприятий начинают искать пути снижения эксплуатационных затрат, понимая что величина этих затрат должна быть обоснована и технически, и экономически.

• Обслуживание по фактическому состоянию (ОФС).

В 90-х гг. прошлого столетия произошел качественный скачок в развитии микропроцессорной техники, позволивший создавать аппаратные средства и программы позволяющие производить не только мониторинг технического состояния оборудования, но и осуществлять диагностику и прогнозировать тенденции его изменения. Это позволило создать качественно новую систему ТОиР – систему обслуживания по фактическому техническому состоянию.

Основная идея системы ТОиР по ОФС состоит в том, что техническое обслуживание базируется не только на зависимости сколько механизм проработал, но и с учетом его реального технического состояния, другими словами ремонту подвергаются только те узлы, которые в действительности требуют оперативного вмешательства.

Естественно возникает множество вопросов, первый из которых: «Какие параметры ГШО должны контролироваться и по каким критериям выводить в ремонт оборудование?».

Требования к контролируемым параметрам

При ревизиях механизмов определяются так называемые первичные параметры их состояния: дефекты кинематических узлов, рабочих органов, креплений и т.д. Оценка состояния проводится визуально или с использованием каких-либо инструментальных (диагностических) средств и представляется, в целом, достаточно надежной. Хотя, как уже говорилось выше, далеко не все даже важные для технического состояния механизма первичные параметры (например, динамический дисбаланс ротора, расцентровка) могут быть определены методом ревизии.

При стратегии ОФС, которая предполагает оценку технического состояния механизма без ревизии, на эксплуатационных режимах, речь, естественно, идет о контроле по вторичным параметрам и поэтому вполне логично, что эти параметры должны удовлетворять определённым требованиям. Требования к ним должны быть сформулированы следующим образом:

1. контролируемые параметры должны иметь однозначную количественную взаимосвязь с первичными параметрами технического состояния;
2. измерение параметров должно обеспечиваться по возможности простыми, портативными или стационарными техническими средствами, не требующими специальной квалификации персонала;
3. технические средства должны быть метрологически аттестованы согласно ГОСТам и методикам;
4. диапазон изменения контролируемых параметров в процессе работы механизма от состояния “отлично” до состояния “недопустимо” должен быть достаточно большим (параметр должен меняться не менее, чем в 5-10 раз согласно стандарту IORS:2010) для своевременного выявления зарождающихся дефектов и достоверного прогнозирования остаточного ресурса механизма;
5. стоимость выполнения работ по контролю вторичных параметров и время их выполнения должны быть существенно ниже, чем при ревизии механизмов;
6. достоверность контроля по вторичным параметрам должна быть не ниже 80 %;
7. параметры контроля должны быть по возможности универсальны для диагностики одинаковых дефектов однотипного оборудования или его узлов.

Изложенный перечень не является исчерпывающим и может дополняться другими требованиями в зависимости от конкретных особенностей ГШО и тех дефектов, которые в нём могут появляться, но применение требований перечисленных выше, на наш взгляд, является обязательным.

Основы технологии ОФС

Коренное отличие технологии ОФС от ППР состоит в том, что ППР основывается только на времени эксплуатации ГШО, а ОФС учитывает всю совокупность факторов, определяющих его эксплуатационный ресурс. Причём происходит это автоматически, поскольку какие бы факторы и в какой комбинации в каждом конкретном случае не воздействовали на ГШО, мы наблюдаем совокупную реакцию на эти воздействия по изменению выбранных критериев и параметров. А они, как уже говорилось выше, в силу своей высокой информативности и чувствительности обязательно отразят происходящие с оборудованием перемены. В последующем, если это необходимо, соответствующей обработкой и анализом параметров всегда можно определиться и с реальной причиной, вызывающей данные изменения: дефекты его изготовления, или монтажа, или наладки, или это процессы естественного износа узлов и деталей. При этом появляется возможность не только контролировать состояние ГШО, но и определять реальные причины происходящих изменений в каждой конкретной ситуации, а, значит и принимать вполне обоснованные решения по их устранению в дальнейшем. Это существенное достоинство технологии ОФС.

Ещё одним преимуществом технологии ОФС является то, что используемые при этом технические средства, как правило, позволяют не только производить измерения и контролировать состояние оборудования, но и обеспечивают решение задач по оперативной наладке механизмов в процессе эксплуатации. В первую очередь это касается центровки, динамической балансировки роторов, лазерной выверки геометрии ГШО. Таким образом, при технологии ОФС существенно изменяется сам цикл работ при эксплуатации оборудования. При технологии ППР эксплуатационный цикл (рис. 1), представляет собой непрерывное чередование двух фаз: РАБОТА/ТО или РЕМОНТ, при этом в любой момент цикла может вклиниться поломка механизма со всеми вытекающими последствиями.

Рис. 1 Технология обслуживания «по регламенту»

При технологии ОФС (рис.2), в составе цикла появляются совершенно новые фазы, коренным образом изменяющие саму идеологию эксплуатации ГШО.

Рис. 2 Технология обслуживания «по состоянию»

Основой такого вида ТО является техническое диагностирование (ТД) и прогнозирование состояния ГШО. С помощью средств ТД проводят непрерывный или периодический контроль параметров состояния. Прогнозирование выполняют при непрерывном контроле для определения времени, в течение которого сохранится работоспособное состояние, а при периодическом контроле – для определения момента времени следующего контроля.

Результаты диагностирования и контроля – основа для принятия решений о необходимости ТО, времени его проведения и объеме, а также о времени проведения очередного контроля технического состояния.

Схема взаимодействия показана на рисунке:

Реализация ТО по состоянию связана с затратами на диагностирование и прогнозирование, поэтому применять такой вид ТО целесообразно, когда экономические затраты не являются определяющими (оборудование первой группы надежности) или когда этот метод экономически более выгоден. Одним из условий применения метода является также преобладание у данного вида оборудования постепенных и предупреждаемых отказов над внезапными.

Необходимые условия применения ОФС:

• экономическая целесообразность;
• наличие диагностической (приборной и инструментальной) базы;
• методики определения ТС и его прогнозирования;
• наличие соответствующего программного обеспечения;
• квалифицированный (обученный) персонал;
• контролепригодность оборудования;

В практике контроля технического состояния ГШО применяют следующие системы технической диагностики и неразрушающего контроля (ТД и НК):

Измерение ударных импульсов подшипниковых узлов;

Центровка с помощью электронно-механических (дешевых) или лазерных систем (дорогих);

Измерение вибрации (общего уровня, спектрального анализа) роторных машин;

Измерение температуры – контактное и бесконтактное (пирометрическое);

Визуальный контроль (эндоскопическое обследование);

Определение состояния масел и смазок (вязкость, содержание воды и механических примесей);

Дефектоскопия и толщинометрия стенок сосудов, труб и корпусных конструкций;

Измерение сопротивления изоляции кабелей и обмоток электрических машин, трансформаторов;

Анализ состава газов и многое другое;

Ключевым вопросом эффективности применения ТО по состоянию является задача выбора стратегии диагностирования и назначении допустимых уровней и параметров. Существуют несколько вариантов стратегии, зависящие от особенностей поведения параметров оборудования, возможности прогнозирования и применяемых систем ТД и НК.

Важным элементом системы ТО по состоянию является служба технической диагностики или надежности оборудования (НадО:2010). В ее задачи входит выполнение плановых обследований оборудования, заявок на внеплановое диагностирование, участие в приемке оборудования из ремонта (выходной контроль), а также выдача рекомендаций по предотвращению дальнейших отказов по результатам проведенного анализа. Необходимо обеспечить достаточный статус службы, весомость ее рекомендаций для всех технических руководителей данного предприятия. Сотрудники службы должны быть обучены применению средствам диагностики и выявлению достоверных результатов по международному стандарту IORS:2010 (Надежные стандарты, надежность организации).

Прогнозирование технического состояния (ТС) является наиболее эффективным методом повышения эксплуатационной надежности ГШО путем своевременного проведения мероприятий по ТОиР. Прогнозирование позволяет предупреждать как постепенные отказы, так и внезапные. Обычно в практических применениях прогнозирования ТС некоторого объекта выполняют одновременно два прогноза. На короткий интервал времени в оперативных целях планирования использования по назначению, до нескольких дней, а также на интервал от недели до нескольких месяцев с целью планирования технического обслуживания и ремонта.

Прогнозирование представляет собой процесс определения технического состояния объекта на предстоящий интервал времени и оно основано на применении методов экстраполяции явлений на будущее время по известным результатам наблюдений ТС ГШО за предыдущий период.

Прогнозируемыми параметрами могут быть:

• эксплуатационные параметры, измеряемые штатными приборами автоматической системы управления технологическим процессом (АСУ ТП), при этом применяется функциональная диагностика без вывода оборудования из эксплуатации;
• параметры технического состояния, измеряемые переносными приборами с остановкой оборудования и/или частичной разборкой ГШО.

В зависимости от используемого математического аппарата различают следующие основные направления прогнозирования:

• экспертные оценки , когда мнения экспертов о будущем состоянии оборудования собирают путем опроса или анкетирования, обрабатывают и получают прогноз.
• аналитическое , когда в результате прогнозирования определяется величина контролируемого параметра (параметров), характеризующего ТС ГШО во времени;
• вероятностное , когда в результате прогнозирования определяется вероятность выхода (невыхода) параметра (параметров) ТС за допустимые пределы;
• статистическая классификация (распознавание образов), когда в результате прогнозирования определяется класс диагностируемого объекта по критерию работоспособности.

На практике исходными данными для проведения прогнозирования по любому из методов является история измерения параметров во времени. Если интервалы между измерениями равны, то такой ряд измерений называют временным. Некоторые методы прогнозирования требуют, чтобы ряд был именно временным – без пропусков значений с одинаковыми интервалами времени.

Большинство факторов, влияющих на надежность ГШО, являются случайными, поэтому многие параметры надежности носят вероятностный характер и для их определения используется математический аппарат теории вероятностей и математической статистики.

Выполняемые работы:

• Сбор данных по имеющейся инфраструктуре средств ТД и НК, состоянии нормативной базы, производственной культуры предприятия;
• Анализ экономической целесообразности применения метода для групп оборудования А, В;
• Рекомендации по выбору параметров ТОиР по состоянию:
  1. Номенклатура обследуемого оборудования;
  2. Периодичность контроля;
• Организационное обеспечение, создание или реорганизация службы НадО:2010;
• Выбор средств ТД и НК, методов прогнозирования технического состояния ГШО;
• Реализация технологии ТО по состоянию с применением средств ТД и НК в АСУ;
• Анализ результатов применения рекомендаций, корректировка (6-12 месяцев).

Параллельно с работой ГШО с определенной периодичностью (обычно достаточно это сделать 1 раз в месяц) осуществляется контроль текущего технического состояния механизма по измерению соответствующих параметров. Анализ этих параметров во времени позволяет отслеживать реальную динамику происходящих изменений и обоснованно прогнозировать сроки и содержание наладочных работ, ТО и ремонтов. Введение операций контроля и, при необходимости, наладки, позволяет существенно улучшать качественное состояние механизмов после прохождения ремонта.

При этом необходимо понимать, что проведение любого, даже капитального ремонта ГШО, ни в коей мере не гарантирует, что все проблемы решены и его можно смело эксплуатировать без всяких ограничений. Только послеремонтный (выходной) контроль даёт объективную картину о действительном состоянии механизма. После ремонта виброактивность механизма может действительно существенно снизиться, но также может не измениться или даже возрасти. Специалистами компании «Балтех» были выработаны практические критерии по выходному контролю. Было выявлено, что если вибрация по результатом спектрального анализа в течение 48 часов после ремонта ГШО не увеличилась более чем на 2 дБ или понизилась относительно первого контурного обследования, то оборудование пройдет нормальный период приработки и будет долго работать. Естественно, что причина может быть в качестве ремонта (дефектные узлы, плохой монтаж и т. д.), но очень часто такое происходит и тогда, когда никаких претензий по ремонту нет. И в этом нет ничего мистического или необъяснимого. Дело в том, что любой механизм, например небольшой насос, на самом деле в динамике (т.е. при работе) представляет собой сложную колебательную систему, поведение которой зависит от множества факторов (например, гидродинамики). Поэтому послеремонтный (выходной) контроль и, при необходимости, наладка, являются важнейшей фазой технологии ОФС, гарантирующей продление эксплуатационного ресурса оборудования.

Ещё одно достоинство технологии ОФС состоит в том, что в настоящее время в большинстве случаев производители измерительной аппаратуры предлагают предприятиям горнодобывающей и горноперерабатывающей отрасли не только измерительные приборы, методики, но и соответствующее программное обеспечение по автоматизированному ведению компьютерных баз данных измерений, что существенно упрощает процедуру анализа, ведения баз данных и расширяет возможности пользователя по достоверному прогнозированию остаточного ресурса ГШО, сроков и объемов технического обслуживания и ремонта.

Итак, в чём же основные достоинства технологии ОФС?

Достоинства технологии ОФС

Переход на технологию обслуживания ГШО «по состоянию» позволяет:

• контролировать реальное текущее техническое состояние оборудования и качество их ремонта;
• уменьшить финансовые и трудовые затраты при эксплуатации оборудования;
• продлить межремонтный период и срок службы механизмов;
• сократить потребность в запасных частях, материалах и оборудовании;
• избавиться от «внезапных» поломок механизмов и остановок производства;
• планировать сроки и содержание технического обслуживания и ремонта;
• повысить общую культуру производства и квалификацию персонала.

В заключение этой части статьи хотелось бы ещё раз предостеречь руководителей предприятий от догматизма как в отношении технологии ППР, так и в отношении технологии ОФС. Реально, на практике технология ОФС всегда представляет собой комплексную технологию, включающую в себя как элементы контроля, диагностики и наладки по вторичным параметрам, так и процедуры ревизий и обслуживания «по регламенту». Особенно важно понимание всех руководителей технических подразделений, что нельзя перейти на «модное» в последние годы ОФС за короткий срок без оснащенных и квалифицированных кадров, имеющих большой опыт работы по системе ППР.

• Проактивное или предотвращающее обслуживание (ПАО)

Эта форма технического обслуживания использует все методы прогнозирующего и профилактического обслуживания, оговоренные выше, совместно с анализом коренных причин отказа, чтобы не только обнаруживать и точно определять возникающие проблемы, но и гарантировать, что выполнена надлежащая установка и проведены наилучшие методы ремонта, включая потенциальное повышение надежности или изменение конструкции оборудования, чтобы избежать или устранить повторение проблемы (например, плазмонапыление шеек валов и отдельных деталей, использование гидрогаек, съемников и индукционных нагревателей подшипников). Проведенные исследования показали, что затраты при таком способе работы составляют приблизительно 240руб на 1КВт 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 (ОФС), ремонт оборудования может быть намечен поэтапно, но при этом дополнительные мероприятия должны быть сделаны, чтобы обеспечить усовершенствования для снижения или устранения повторного появления потенциальных проблем. Итак, ремонт ГШО 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 меры для полного исследования причин отказа, а затем определены способы повышения надежности машин на основании проведенного анализа причин, то может иметь место существенное увеличение экономической эффективности и производительности ГШО. В мировой практике технического обслуживания это самая распространенная форма ТОиР, к сожалению нам известны небольшая часть российских предприятий, работающих по данной концепции. В основном это предприятия с иностранным капиталом и системой управления.

Этот метод требует очень хорошо подготовленные кадры в профилактических, прогнозирующих, и предотвращающих (проактивных) стилях обслуживания, или привлечения на эти работы высококвалифицированных подрядчиков (субподрядчиков), которые тесно работают с обслуживающим персоналом в стадии анализа коренных причин отказа, а затем оказывают помощь в ремонте и планируют (проектируют) изменения.

Для проведения таких работ обязательно требуется наличие приборов и систем ТД и НК и должным образом обученный персонал. Если организация работает в стиле обслуживания по отказу (реагирующее) или планово-предупредителного ремонта, управление производства и обслуживания должно перестраиваться на новые стратегии, что может быть проблематично, если отдел технического обслуживания (НадО:2010) не оснащается необходимым оборудованием, не проводится практическое внутреннее и внешнее обучение персонала для понимания новых методов, не регламентируется время необходимое для сбора данных, или не разрешается остановка оборудования, когда проблема идентифицирована, не определены процессы и процедуры для проведения анализа отказов оборудования, а также не проводиться модификация отдельных узлов для увеличения надежности всей машины в целом.

Рис.3 Соотношение использования различных форм ТО на передовом и типичном предприятии

Система ТОиР	ДОСТОИНСТВА	НЕДОСТАТКИ
РПО	Не требует больших финансовых вложений на организацию и техническое оснащение службы ТОиР	Высокая вероятность внеплановых простоев из-за внезапных отказов приводящая к дорогостоящим и продолжительным ремонтам.
ППР	Система хорошо развита, имеет отработанную методологическую основу и позволяет поддерживать заданный уровень исправности и работоспособности оборудования	Базируется на статистических данных историй отказов аналогичного оборудования с заложенным коэффициентом надежности, следовательно, для обеспечения заданного уровня его работоспособности изначально планируется объем работ превышающий требуемый фактически. Статистическая наработка не исключает полностью вероятность внепланового отказа.
ОФС	Исключает вероятность аварийных отказов и связанных с ними внеплановых простоев оборудования.> Позволяет прогнозировать объемы технического обслуживания и производить ремонт исключительно дефектного оборудования	Может быть осуществлена только посредством постепенного перехода от системы ППР и требует полного пересмотра организационной структуры. Требует первоначально больших финансовых вложений для подготовки специалистов и технического оснащения службы ТОиР.
ПАО	Максимальное увеличение межремонтного срока за счет подавления источников отказов. Используются самые прогрессивные технологии технического обслуживания, ремонта и восстановления оборудования.	Требуется трудоемкий анализ всех отказов с целью выявления их источников. Очень гибкая организационная система, постоянно требующая оперативного решения и внедрения ряда мероприятий.

Как показывает практика, не существует ни одного предприятия в чистом виде использующего только одну из представленных стратегий управления системой ТОиР. Более того, переход от системы ППР к системе ОФС сопряженный с перестроением всей структуры ТОиР, во многих случаях приводит к обратному эффекту – обратному «скатыванию» на ППР. Причина этого в несогласованности планирования действий отдельных подразделений предприятия, нехватке специально подготовленного персонала и слабом техническом оснащении ремонтных служб.

Сам переход на передовые формы ТО (ОФС и ПАО) невозможен без постановки грамотной службы технической диагностики. Неверно также утверждение, что идея ОФС состоит в устранении отказов оборудования путем выявления имеющихся или развивающихся дефектов только по совокупности виброакустических характеристик. Системы ОФС и ПАО должны базироваться на обязательном использовании целого ряда методов технической диагностики и распознавания технических состояний, которые в сочетании позволяют определить весь спектр дефектов, возникающих в технологическом оборудовании предприятия. Концепция «Надежное оборудование» это концептуальный подход к постановке эффективной системы технического обслуживания и ремонта промышленного оборудования базирующийся на глубоком исследовании, как физических причин его аварийных отказов, так и выявлении пробелов в организационной структуре. Разработанный алгоритм решения проблемы повышения надежности оборудования позволяет гарантировать экономически эффективные результаты, связанные с корректным переходом на концептуальное обслуживание, подходящее данному предприятию.

• Концепция «НадО:2010» (комбинированная концепция надежности оборудования).

После проведенного анализа ТО понятно, что в зависимости от отрасли и специфики предприятия должны использовать в совокупности все формы ТО в разных пропорциях и только в этом случае будет достигнут максимальный экономический эффект. Ниже приведен практический пример первого этапа технического аудита, проведенного на одном из горно-обогатительных комбинатов на Северо-Западе России специалистами компании «Балтех».

Не соблюдение правил и норм транспортиров- ки и хранения продукции на складе 22% - несоответствие требованиям хранения
складских помещений
- переконсервация продукции
хранящейся на складе Эксплуатация с нарушением требований ТУ 19% - по нагрузке (вибрации)
- по температуре
- по параметрам смазки
- прочие параметры Некачественное текущее обслуживание и ремонт оборудования 36% - нет постановки задач надежности
- несоосность
- остаточный дисбаланс
- проведение ремонтов
без съемников и нагревателей Дефекты при монтажно-демонтажных работах 44% - подшипниковых узлов
- узлов крепления и фундаментов Естественный износ 5% - деградация материалов Дефекты собственного изготовления з/ч 9% - входной/выходной контроль Низкая квалификация персонала 37% - нехватка технических специалистов Низкая культура производства 72% - социально-производственные
факторы Не применяется триада надежности 90% -измерение уровня надежности ремонта
-глубокий анализ причин аварий,
-мероприятия повышения надежности

КОНЦЕПЦИЯ «НАДЕЖНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ»
Основные причины выхода из строя оборудования
Закупка неликвидной продукции	43%	- оборудования - подшипников - инструмента - смазки и пр.

За 100% взято 100 единиц динамического оборудования. После аудита было выявлено, что даже новое оборудование, установленное силами РМЗ имеет пониженный начальный коэффициент надежности из-за неправильного проектного технического задания, неправильной транспортировки, плохих и продолжительных условий складского хранения и низкого уровня монтажных работ вентиляционных агрегатов на несоответствующий нормам СНиП фундамент.

Основные этапы концепции

Данная концепция состоит из 6 основных этапов. Каждый из перечисленных ниже этапов основан на решении задач предыдущего уровня с целью наиболее полной его проработки.

Этап 1. Выявление проблемы

Определение проблемы повышения надежности оборудования является основополагающим этапом ее решения. Глубина подхода на данном этапе определяет экономический эффект от внедрения настоящей программы.

Индивидуальный подход к решению проблемы определяется набором инструментов, используемого для ее выявления и исследуемых ключевых моментов.

В качестве инструментов может быть использована комплексная оценка положения проведенная подготовленными техническими аудиторами собственной группы надежности (отдел ТД и НК), либо оценка, проведенная специалистами компании «Балтех».

В качестве исследуемых ключевых моментов может быть произведен профессиональный аудит:

• общего технического состояния оборудования;
• анализ повторяющихся отказов/сбоев работоспособности оборудования;
• уровня технологии средств используемого для технического обслуживания оборудования;
• уровня квалификации штатного персонала или уровень подрядной организации;
• вида используемого на предприятии технического обслуживания
• особых моментов используемого вида технического обслуживания;
• уровня общей эффективности предприятия, включая производительность оборудования, затраты на закупку запчастей и техническое обслуживание;
• общего уровня производственной культуры и наличие системы качества;
• система закупки, транспортировки и складского хранения оборудования и др.

Этап 2. Разбиение проблемы на составляющие

После выявления степени и величины суммарной проблемы повышения надежности оборудования следует произвести разбивку на ее составляющие. Определение составляющих общей проблемы проводится по каждому из исследуемых ключевых моментов.

Результатом данного этапа должно быть выявление слабых мест структуры предприятия в целом (например документирование и паспортизация).

Этап 3. Определение стратегии и план решения проблемы

Стратегия решения проблемы повышения надежности оборудования определяет степень и уровень локализации опасных моментов. Она может быть частичная (удаление только наиболее проблемных аспектов), либо полная (комплексная).

Важно определить что подлежит корректировке: причина или следствие проблемы и/или что устранять в первую очередь.

Стратегия и план решения проблемы определяется предприятием на основе предложения аудиторов отдела ТД и НК.

Этап 4. Выбор надежных средств технических решений и разработка программы повышения квалификации специалистов

Выбор средств технических решений определяется целесообразностью их использования на основе расчета экономического эффекта от их внедрения. При расчете необходимо руководствоваться выбранными критериями и требованиями к уровню надежности 1R, 2R или 3R. Выбор средств технических решений определяется предприятием на основе предложений опытных технических специалистов данного предприятия и концепции, разработанной группой технических аудиторов. Разработка внутреннего стандарта надежности и сертификация по стандарту IORS:2010 должны проходить (рекомендация) на основе процесного подхода 3R (ответственные и полномочия, политика надежности и ресурсы, и др.).

Этап 5. Комплексное решение проблемы

На основе 3 и 4 этапов программы формируется комплексное решение проблемы повышения надежности оборудования. Если предприятие сертифицировано по системе менеджмента качества, то менеджерам отвечающим за качество продукции необходимо сделать коррекцию во внутреннем руководстве по качеству с учетом требований технического подразделения (например: отдела главного механика или главного энергетика).

Внедрение комплексного решения или сертификация по стандарту IORS:2010 происходит при помощи аттестованных по IORS:2010 внутренних или внешних аудиторов.

Этап 6. Контроль результатов внедрения программы

Процесс оценки уровня надежности оборудования, корректировка и внедрение улучшений должно происходить с утвержденной периодичностью не зависимо от достижения поставленного уровня надежности.

Удовлетворенность потребителя (внутренний потребитель оборудования – это технологи) от внедрения программы должно иметь самую важную роль, именно поэтому очень важен контроль, анализ и улучшение результатов по повышению надежности оборудования.

Вся концепция должна внедряться в соответствии с требованиями технического надзора в области экспертизы промышленной безопасности опасных производственных объектов в горнорудной и угольной промышленности, диагностике горно-транспортного, горно-шахтного и обогатительного оборудования.

За основу как мы видим должен быть взят коллектив отдела ТД и НК. Давайте рассмотрим эти понятия подробнее.

Техническая диагностика - это установление и изучение признаков, характеризующих наличие дефектов в машинах (узлах), для предсказания возможных отклонений в режимах их работы. Из определения видно, что процедура изучения (анализа) признаков дефектов должна документироваться всегда. Далее определим основные задачи ТД и основные направления необходимых работ НК и обеспечения надежности.

Основными задачами технической диагностики являются:

• Повышение уровня безопасности оборудования
• Обеспечение надежности работы оборудования
• Сокращение длительности вынужденных (аварийных) простоев
• Сокращение времени ремонтов
• Увеличение межремонтного интервала
• Повышение качества ремонта
• Оптимизация технологического процесса
• Удешевление ремонта (исключение замены исправных деталей, выявление причин дефекта)

Основные направления для определения и изучения признаков, характеризующих проявление и развитие дефектов в узлах и агрегатах машин для предсказания возможных отклонений от нормальных режимов работы методами ТД и НК

МЕТОДЫ ОБОРУДОВАНИЕ Вибродиагностика и вибромониторинг Энергомеханическое оборудование с движущимися частями Акустико-эмиссионная диагностика Сосуды давления, резервуары, трубопроводы, несущие конструкции Трибодиагностика (анализ качества смазки (масла) и выявления частиц износа) Трущиеся элементы (подшипниковые узлы, ответственное энергомеханическое оборудование) Тепловидение и термография Электроэнергетическое оборудование, теплообменное оборудование, теплоизоляция, котлы, печи и др. Анализ токов и электроимпульсное тестирование Токопроводящая часть и изоляция оборудования Аэроультрозвуковой контроль утечек (вакуумные утечки) Компрессионное оборудование Ультразвуковая дефектоскопия Состояние и толщина стенок трубопроводов, сосудов и резервуаров Параметрическая диагностика технологического процесса Технологическая или механическая деградация, коррозия и пр.

Опираясь на основные достижения средств ТД и НК необходимо провести оптимизацию контролируемых параметров по нескольким критериям (например все диагностические и ремонтные данные хранятся в компьютеризированной системе управления системы ТОиР). Надо определить необходимые и достаточные условия по выбору аппаратных средств функциональной и тестовой диагностики в зависимости от выбранных методов прогноза технического состояния ГШО, а также инструментов и форм документов удобных для анализа (например, приборы центровки, динамической балансировки, виброанализаторы, пирометры, тепловизоры, индукционные нагреватели, стенд входного контроля подшипников качения, съемники, стационарные системы контроля работают по регламенту единой автоматизированной базы данных). Необходимо определить пороги для конфигурации глубины развивающих дефектов и установить величину опасной зоны. При этом необходимо понимать различие между мониторингом и диагностикой не зависимо каким видом систем вы будете пользоваться (переносные, стендовые или стационарные).

МОНИТОРИНГ - распознавание текущего технического состояния механизма;

• сравнение диагностических параметров с пороговыми значениями
• прогноз изменений диагностических параметров

ДИАГНОСТИКА - выявление причин и условий, вызывающих неисправности, и принятие обоснованных решений по их устранению.

• определение вида и величины каждого дефекта
• сравнение величины дефекта с пороговыми значениями
• прогноз развития (выявление остаточного ресурса)

В зависимости от состояния оборудования: нерабочее, частично рабочее (эксплуатация только на нагрузках ниже номинальных) и рабочее, утверждают этапы и виды измерений.

Этапы проведения диагностических измерений

• После монтажа или ремонта;
• После завершения приработки или в процессе эксплуатации;
• После нарушения технологического режима;
• Перед остановкой на ремонт.

Виды диагностических измерений

Диагностические измерения и исследования оборудования можно условно разделить на два вида:

1. Контрольные измерения:
   • текущее,
   • полное,
2. Специальные измерения

На сегодняшний момент одним из основных регламентирующих международных стандартов принятым Росстандартом для определения критериев оценки диагностического (вибрационного) состояния машин и механизмов различных типов является ИСО ГОСТ-10816. Настоящий стандарт является базовым документом для разработки руководств по измерению и оценке вибрации машин. Критерии оценки для машин конкретных типов должны быть установлены в соответствующих отдельных стандартах. В таблице 1 приведены только временные, примерные критерии, которыми можно пользоваться при отсутствии подходящих нормативных документов. По ней можно определить верхние границы зон от А до С (см. 5.3.1), выраженные в средних квадратических значениях виброскорости vrms , мм/с, для машин различных классов:

• Класс 1 - Отдельные части двигателей и машин, соединенные с агрегатом и работающие в обычном для них режиме (серийные электрические моторы мощностью до 15 кВт являются типичными машинами этой категории).
• Класс 2 - Машины средней величины (типовые электромоторы мощностью от 15 до 875 кВт)безспециальных фундаментов, жестко установленные двигатели или машины (до 300 кВт) на специальных фундаментах.
• Класс 3 - Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися массами, уста­новленные на массивных фундаментах, относительно жестких в направлении измерения вибрации.
• Класс 4 - Мощные первичные двигатели и другие мощные машины с вращающимися массами, уста­новленные на фундаменты, относительно податливые в направлении измерения вибрации (например, турбогенераторы и газовые турбины с выходной мощностью более 10 МВт).

Таблица 1. Примерные границы зон для машин различных классов

4.5

vrms, мм/с	Класс 1	Класс 2	Класс 3	Класс 4
0.28	А	A	A	A
0.45
0.71
1.12	B
1.8		B
2.8	С		B
	C		B
7.1	D		C
11.2		D		C
18			D
28				D
45

Ниже приведены некоторые практические примеры необходимого диагностического оборудования ТД и НК, а также виды представления отчетной информации.

Рис.4 Лазерная система центровки расчитала допустимые значения по несоосности

Рис.5 Термограмма (плохой контакт одной из фаз)

Рис.6 Стенд входного контроля подшипников качения с примером ПО ведения базы данных диагностических признаков дефектации.

Рис.7 Основные причины повышенной вибрации машин

Подводя итоги вышесказанному нельзя не обратить внимание на статистику основных причин повышенной вибрации машин. Из гистограммы на рис.7 видно, что несоосность ГШО, неточности геометрии машин (паралельность, перпендикулярность валов и направляющих), дисбаланс роторов в большинстве случаев может в совокупности достигать 80%. Результаты 10 летней работы проведения диагностических исследований нашими специалистами показал, что данное правило работает независимо от того на каком этапе жизненного цикла находится машинное оборудование (на этапе приработке, этапе работоспособности или этапе развития дефектов).

Очень приятно, что во всех отраслях промышленности работают основные три ключевых фактора определяющих общий успех предприятия:

• общее понимание необходимости процесса преобразований руководителями (постановка задачи и выбор варианта решения технических задач);
• стремление к внедрению новых прогрессивных технологий и современных аппаратных средств;
• желание поддерживать процессы внедрения новых технологий и качественно новой культуры технического обслуживания оборудования и работы в целом.

Хочется пожелать благополучного развития всем отраслевым предприятиям, которое стало возможным благодаря экономическому росту экономики России в последние несколько лет.

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.

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.

В настоящее время многие компании стали сокращать свои затраты, и большинство из них, помимо процессов продаж и закупок, стали оптимизировать процессы технического обслуживания и ремонта оборудования (ТОРО). Ведь, если раньше кредитные деньги были доступны, и существующее оборудование можно было легко обновить, то сейчас приходится довольствоваться имеющимися мощностями, что требует серьезной оптимизации процесса ТОРО уже сейчас.

Ключевые принципы ТОРО

Для большинства ключевых российских отраслей процесс ТОРО можно назвать одним из основных. В нефтяной, перерабатывающей, машиностроительной, транспортной, фармацевтической, телекоммуникационной и многих других отраслях затраты на ремонт оборудования являются ключевыми, а значит содержат серьезный потенциал для оптимизации. К тому же для многих российских компаний оборудование является ключевым элементом производственного цикла, и «выжать» из него по максимуму является одной из задач менеджмента. Хорошо известно, что на рынке победит та компания, которая сможет с меньшим ресурсом поддерживать требуемое качество результатов, и серьезное условие этого – правильно выстроенный процесс технического обслуживания и ремонта оборудования (ТОРО).

На стратегическом уровне в процессе ТОРО для руководителя существует одна ключевая задача – найти баланс между производительностью и надежностью оборудования и его стоимостью владения. С одной стороны, можно использовать превентивное (плановое) управление ремонтами, что надежнее, но и дороже. А с другой стороны, можно обходиться реактивными действиями по замене и ремонту оборудования в случае его отказов, что дешевле, но за счет надежности. Именно поэтому для эффективного управления ремонтами требуется совмещение в данном процессе сразу нескольких управленческих подходов. врезка «Один из главных факторов операционного совершенства — эффективная работа оборудования.

Многие российские компании заметно отстают по этому показателю от западных: оборудование слишком часто ломается, простаивает, неразумно эксплуатируется. Причину такого положения стоит искать в сфере, которая находится на периферии внимания руководителей. Это — ремонты и техобслуживание. Реорганизовать ее с учетом современных требований нелегко, но необходимость преобразований с каждым годом будет ощущаться все острее». (McKinsey) конец врезки В первую очередь все активности в рамках процесса ТОРО можно разделить на две основные части – плановые и внеплановые работы. В основе плановых ремонтов лежит несколько принципов планирования (по календарю, по наработке, по состоянию), все это можно назвать проактивными (предупредительными) ремонтами.

Также к плановым ремонтам можно отнести работы по регламентному обслуживанию оборудования. В рамках таких плановых активностей, ключевую роль играет качество планирования, и здесь необходимо анализировать множество различной информации, как по статистике отказов оборудования, так и по параметрам, характеризующим состояние оборудования в настоящий момент. Помимо качества «телеметрии» состояния оборудования, на качество планирования ремонтов влияет и логика процессов обработки неисправностей и правильность формирования заявок на выполнения ремонтов и множество других факторов. Внеплановые работы в процессе ТОРО заключаются в устранении последствий аварий оборудования. Такое может случиться, если плановый ремонт не снял всевозможные риски, и отказ все-таки произошел. В этом случае, необходимо максимально быстро восстановить работоспособность оборудования, обеспечив непрерывность бизнеса.

По такой реактивной схеме может обслуживаться оборудование, не задействованное напрямую в производственном процессе, отказ которого не принесет серьезного ущерба. Можно выделить четыре ключевых принципа организации процесса ТОРО. Наиболее надежный из них проактивный подход (плановый ремонт по календарю), подразумевает приоритетность техобслуживания и ремонтов для критичного оборудования, например, если закончилось время регламентного срока службы, то просто меняем оборудование, не смотря на то, что оно еще может работать. Однако, если с помощью такого подхода ремонтировать все оборудование, то затраты компании серьезно вырастут. Именно поэтому такой подход используют лишь для критичного оборудования, поломка которого может привести к простою компании и нанести большие убытки.

Следующим подходом является комбинированный подход к обслуживанию оборудования. Этот подход позволяет планировать ремонт по фактическому состоянию, т.е. контролируем работу существующего оборудования, и не дожидаясь поломки, меняем его на основании ухудшения его параметров. Реализация ремонтов по такой схеме уменьшает надежность, но зато делает затраты меньше, чем в первом варианте. В тоже время необходимо отметить, что комбинированный подход требует серьезной системы мониторинга оборудования, ведь без нее предотвратить аварию будет сложно. Еще одним вариантом организации ремонтов является причинно-следственный анализ на основании поломок или отказов. Этот подход уже можно назвать реактивным, однако он содержит анализ причины поломок и планирование мероприятий по их минимизации в будущем.

Таким образом, в случае аварии оборудования, восстанавливаем его максимально быстро, а затем анализируем причины аварии, и планируем корректирующие мероприятия по предотвращению поломок в будущем. Наиболее простым подходом к ремонту оборудования является обслуживание по факту отказа или поломки. При обнаружении поломки ремонтируем оборудование в кратчайшие сроки, после чего не предпринимаем усилий до следующей неисправности. С одной стороны дешево, а с другой вполне возможно, что необходимой запчасти на складе нет, или процедура замены технологически сложна, поэтому убытки от простоя оборудования могут быть больше полученных преимуществ от сокращения затрат. И не смотря на то, что общая практика ремонтов склоняется к проактивному принципу организации процесса ТОРО, в жизни приходится использовать все вышеперечисленные подходы для разных типов оборудования. При этом, типизация оборудования ведется исходя из анализа рисков, которые присущи определенному производству с учетом этапов жизненного цикла оборудования. Например, если реализован непрерывный производственный цикл, и отказ оборудования приведет к нарушению цикла, то безусловно ремонты нужно будет выполнять на превентивной основе. В тоже время, если от отказа компонента производство не остановится, то можно сокращать затраты используя реактивный подход.

Совершенствование процесса ТОРО

Для оптимизации любого процесса, и в том числе ТОРО, необходимо сформировать цель, которую это процесс должен обеспечивать. Например, цель может выглядеть следующим образом — обеспечивать надежность, бесперебойность и безопасность оборудования экономически целесообразным образом. При этом для оценки качества существующего процесса ТОРО можно использовать следующие показатели: ·

• средняя механическая готовность, например 95 %; ·
• затраты на ТОРО; ·
• факт/план рабочей мощности; ·
• % простоя оборудования (ремонты); ·
• качество планирования ТОРО; ·
• необходимый объем складских запасов комплектующих и запасных частей; ·
• количество инцидентов с оборудованием за период; ·
• среднее время устранения неисправности.

Анализирую данные показатели в динамике, можно определить те направления оптимизации процесса, которые позволяет его усовершенствовать. Но это только вершина айсберга, ведь для полноценного анализа процесса ТОРО необходимо куда больше показателей. И здесь требуется анализировать две сквозные цепочки процесса. Первая — от обнаружения неисправности до ее устранения, и вторая — от планирования ремонтов до исполнения плана. При этом совмещение проактивного и реактивного управления требует синхронизировать эти цепочки между собой, что является непростой управленческой задачей. Дополнительных сложностей в работе процесса ТОРО добавляет необходимость интеграции с производственным процессом и процессом закупок, что требует определенных мероприятий и в этих направлениях.

Поэтому на практике, в качестве основных направлений совершенствования процесса ТОРО выбираются следующие: ·

• приоритезация оборудования с учетом оценки рисков негативного воздействия от неисправности; ·
• определение алгоритмов планирования ремонтов и устранения отказов в зависимости от определенных приоритетов по оборудованию; ·
• синхронизация проактивной (плановой) и реактивной (срочной) деятельности по процессу; ·
• синхронизация ремонтов с закупками запасных частей и комплектующих, а также с производством; ·
• контроллинг существующих процессов ТОРО.

Для целей совершенствования в рамках процесса ТОРО можно выделить два основных контура управления — стратегический и тактический.

Уровень стратегического управления процессом ТОРО.
Фактически в рамках данных работ формируется концепция и основные правила процесса ТОРО, а также отслеживается его эффективность. Какие риски присущи бизнесу? Сколько аварий произошло в прошлом году? Каковы убытки в настоящее время? Сколько средств можно потратить на непрерывность бизнеса? Какое оборудование мы будем обслуживать проактивно? Какое оборудование для нас некритично? На практике вопросов еще больше, и ответы на них необходимо найти для оптимизации управления ТОРО. В тоже время на стратегическом уровне определяются допустимые границы затрат, которые в свою очередь являются ограничениями для построения логики и методологии процесса ТОРО. Производственный процесс в большинстве случаев серьезно влияет на процесс ТОРО, ведь если для ремонта нужна остановка оборудования, то необходимо сделать это в пик минимального спроса, чтобы у компании был резерв по мощностям. В дополнение ко всему закупки не должны давать опозданий по времени, иначе план ремонтов будет постоянно нарушаться, а среднее время устранения неисправности расти. Когда все стратегические вопросы решены, можно начинать совершенствование процесса ТОРО на тактическом уровне.

Тактический уровень процесса ТОРО
На этих шагах уже идет оперативная работа по обработке неисправностей и выполнению плана ремонтов, именно тут формируются сообщения об отказах, создаются заказы на работы, формируются заявки на закупку запасных частей, проводятся сами ремонтные работы. На тактическом уровне становится важна логика обработки потока работ, а также учет всей необходимой информации по оборудованию и персоналу, поэтому на практике, автоматизация процесса ТОРО начинается именно с этого уровня.

Автоматизация процесса ТОРО

Использование специализированных ИТ- решений в процессе ТОРО позволяет сократить простои, снизить затраты на ремонты, а также повысить эффективность использования оборудования и персонала. Еще в 90-х годах аналитическая компания Gartner Group ввела термин EAM (Enterprise Asset Management — управление активами предприятия). Системы этого класса предназначены для автоматизации процесса ТОРО и отвечают за управление всем жизненным циклом оборудования, начиная с проектирования, изготовления, монтажа и сборки, а также, последующего обслуживания, сервисных и профилактических работ, модернизации, реконструкции и списания. Классическая EAM-система имеет следующую функциональность: ·

• проектирование процессов технического обслуживания оборудования; ·
• управление поставками оборудования; ·
• управление монтажом оборудования; ·
• предупредительное обслуживание (ремонт по состоянию); ·
• контроль и управление ремонтным персоналом (квалификация, учет работ); ·
• планирование и диспетчеризация нарядов на работы; ·
• учет всех расходов на ремонтные работы; ·
• управление складскими запасами; · и т.д.

При этом статистика внедрений ЕАМ- систем свидетельствует об их чрезвычайно высокой отдаче. На практике большинство проектов окупается менее чем за два года. При этом типовым результатом является сокращение затрат на ремонтные работы на 20%.
Согласно исследованиям консалтинговой группы A.T. Kearney, изученные случаи внедрения EAM-систем характеризовались получением, в среднем, следующих выгод: ·

• Повышение производительности работ по ТОРО 29% ·
• Повышение коэффициента готовности 17% ·
• Сокращение складских запасов 21% ·
• Уменьшение случаев нехватки запасов 29% ·
• Увеличение доли плановых ремонтов 78% ·
• Сокращение аварийных работ 31% ·
• Сокращение сверхурочных работ 22% ·
• Сокращение времени ожидания запчастей 29% ·
• Сокращение срочных закупок ТМЦ 29% ·
• Более выгодные цены на закупаемые ТМЦ 18%

Однако, несмотря на множество отчетов в информационной системе автоматизирующей процессы ТОРО, не всегда существующий функционал позволяет «увидеть» фактический процесс ТОРО. И именно для этого компанией IDS Scheer разработан специализированный инструментарий ARIS Process Performance Manager (ARIS PPM), который позволяет «восстановить» существующий процесс ТОРО, а также провести его всесторонний анализ для определения направлений дальнейшей оптимизации. Основное внимание в ARIS PPM уделяется анализу самого процесса ТОРО через временные, объемные и стоимостные показатели. Такой расширенный анализ позволяет анализировать как логику организации процесса, так и эффективность его участников на основании данных в EAM – системе.
Использование инструментария ARIS PPM для оптимизации процесса ТОРО позволяет получить следующие преимущества: ·

• сокращение времени реакции на неисправность при реактивном управлении ремонтами; ·
• соблюдение регламентных сроков планирования ремонтов; · повышение точности планирования ремонтов; ·
• повышение организационной эффективности участников процесса; ·
• снижение числа ошибок и излишних согласований при планировании ремонтов; ·
• контроль своевременного исполнения плана ремонтов.

В качестве заключения, можно отметить, что в настоящее время большинство компаний уж начали автоматизацию ТОРО, однако большинство из них мало внимания уделяют оптимизации процессов ТОРО, надеясь на существующий в информационных системах функционал. Но, к сожалению, типовые информационные системы не могут подойти всем сразу, именно поэтому перед автоматизацией ТОРО нужно четко понимать существующие процессы и формулировать те улучшения, которые необходимо сделать. При этом если система уже внедрена, но понимания процессов и направлений их оптимизации нет, тогда необходимо «восстановить» фактический процесс ТОРО с использованием ARIS PPM, что в свою очередь даст серьезный аналитический материал для сокращения затрат в области ТОРО.

Андрей Константинович Коптелов, Директор проекта «Контроллинг 24», Компания IDS Scheer Россия и страны СНГ