Энергетика и промышленность России - избранные материалы.
ВЫПУСК 25.

Диагностическое обслуживание предприятий - основа перевода оборудования на ремонт по состоянию

А.В. Барков , В.В. Тулугуров

Существенного снижения затрат на обеспечение работоспособности энергоемких предприятий можно добиться переходом на обслуживание и ремонт оборудования по фактическому состоянию. Такой переход невозможен без эффективного контроля состояния оборудования с обнаружением всех потенциально опасных дефектов на стадии зарождения и долгосрочным прогнозом их развития. Только глубокая диагностика оборудования может дать возможность своевременно подготовиться к его обслуживанию или ремонту.

Анализ возможностей использования для такой диагностики результатов измерений основных параметров оборудования, задаваемых технической и нормативной документацией, показывает, что их явно недостаточно для обнаружения многих видов дефектов, особенно на начальной стадии развития. А для долгосрочного прогноза состояния оборудования необходимо не только обнаружить дефект, но и идентифицировать (определить вид и величину) его, так как разные дефекты имеют разные скорости развития. Очевидно, что для глубокой диагностики необходимо привлекать и косвенные признаки дефектов, проявляющиеся при контроле вторичных процессов, протекающих в диагностируемом оборудовании.

В настоящее время многими фирмами выпускается широкая номенклатура средств измерения и анализа разных видов вторичных процессов. Многие производители объединяют их в системы мониторинга, осуществляющие постоянный контроль параметров как основных, так и вторичных процессов. Имеется и ряд методик, по которым эксперты с соответствующей диагностической подготовкой могут ставить по этим параметрам диагноз и прогноз состояния оборудования с достоверностью, напрямую зависящей от уровня подготовки эксперта. Наконец, для операторов с минимальной диагностической подготовкой выпускаются специальные экспертные программы для анализа данных мониторинга. Однако, несмотря на все сказанное, системы мониторинга, если и устанавливаются на эксплуатируемое оборудование, не используются для перехода на обслуживание и ремонт по состоянию. Они лишь обеспечивают аварийную защиту, останавливая оборудование либо незадолго до аварии, либо в ее начальной стадии. Причин этого несколько, и они делятся на три группы - физические (технические), экономические и организационные.

К физическим ограничениям использования выпускаемых в настоящее время систем мониторинга для перехода на ремонт действующего оборудования по состоянию относятся:

* отсутствие алгоритмов раннего обнаружения и (или) идентификации некоторых видов дефектов по результатам стандартных видов измерений, выполняемых системами мониторинга;

* низкая контролепригодность многих видов эксплуатируемого оборудования, не позволяющая без конструктивных доработок установить датчики контролируемых величин в оптимальные точки контроля;

* ограниченная надежность систем мониторинга с большим количеством датчиков и кабельных трасс, частое возникновение неисправностей во время проведения обслуживания (ремонта) контролируемого оборудования.

К экономическим ограничениям относится в первую очередь высокая стоимость систем мониторинга, а также большие затраты на поддержание их работоспособности, в том числе и на анализ получаемых данных. Именно эти ограничения приводят к тому, что системы мониторинга устанавливаются лишь на часть основного оборудования и практически не используются для контроля состояния вспомогательного оборудования. К организационным ограничениям перехода на обслуживание и ремонт оборудования по состоянию относятся:

* отсутствие на многих предприятиях специалистов - диагностов, способных выполнять функции эксперта и обслуживать системы мониторинга;

* отсутствие нормативных и регламентирующих документов по переходу на обслуживание и ремонт оборудования по состоянию.

Однако, несмотря на перечисленные ограничения, основная номенклатура оборудования предприятий, а именно вращающиеся машины и узлы, может быть переведена на обслуживание и ремонт по состоянию уже сегодня. Для этого есть все необходимые условия, а именно разработанная и внедренная на многих предприятиях технология, эффективные технические и программные средства глубокой диагностики, школа подготовки специалистов. Наконец в ряде регионов России уже существуют и эффективно работают службы диагностики, которые выполняют по заказам предприятий не только диагностическое обслуживание оборудования, но и, при необходимости, ряд сложных работ по техническому обслуживанию, в частности проводят его балансировку и центровку непосредственно на месте эксплуатации.

Чем же определяется столь интенсивное и успешное развитие в первую очередь технических и программных средств глубокой диагностики вращающегося оборудования для его перевода на обслуживание и ремонт по состоянию?

Во-первых, тем, что именно для такого оборудования они могут строиться на основе измерения и анализа только одних процессов - вибрационных, несущих в себе практически неограниченную диагностическую информацию. К сожалению, это не относится к оборудованию с узлами возвратно-поступательного и ударного вида, например к двигателям внутреннего сгорания. Дело в том, что удары, возникающие при сгорании топлива, перекладке поршня или других операциях, возбуждают широкополосные составляющие вибрации в сотни раз сильнее тех составляющих, которые больше всего изменяют свои свойства на этапе зарождения дефектов в других узлах, например в подшипниках.

Во-вторых, тем, что надежность большинства механического и электромеханического оборудования напрямую определяется вращающимися узлами и деталями, испытывающими высокие динамические нагрузки и подверженными наибольшему износу. Именно с этим связано особое внимание специалистов к вопросам диагностики подобных узлов.

В-третьих, тем, что технология диагностики машин по вибрации органично связана с технологией обнаружения источников шума и вибрации в различных видах оборудования. А эта технология является важнейшей для решения военных задач, связанных со скрытностью подводных лодок военно-морских сил многих стран мира. Ее решению особое внимание уделяют такие страны, как США, Англия и Россия, и именно специалисты этих стран, получившие свой первый опыт при создании и эксплуатации объектов военно-морских сил, в свое время внесли существенный вклад в создание и развитие технологий вибрационной диагностики вращающегося оборудования.

Практическая технология перехода к обслуживанию и ремонту по фактическому состоянию на базе методов глубокой диагностики вращающегося оборудования в России появилась одной из первых, в начале девяностых годов. Ее разработали и постоянно совершенствуют специалисты предприятий Ассоциации ВАСТ, имеющие более чем 20-летний опыт практической работы на кораблях и подводных лодках ВМФ СССР, а затем, более 10 лет, на многих предприятиях одиннадцати отраслей промышленности России. В первые годы эта технология использовала, в основном, зарубежные средства измерений и анализа вибрации, но в середине 90-х годов стали выпускаться цифровые специализированные приборы собственного производства, по некоторым параметрам превышающие зарубежные аналоги ведущих фирм мира. Кроме того, отличительной особенностью технологий Ассоциации ВАСТ стало создание программ автоматической диагностики узлов роторного оборудования, не требующих в отличие от экспертных систем диагностики участия оператора в постановке диагноза и долгосрочного прогноза и потому обеспечивающих этим технологиям производительность в десятки раз выше производительности оператора, применяющего экспертные программы.

Системы глубокой вибрационной диагностики машин ввиду их эффективности были сразу востребованы, и не только в России. Именно поэтому многие приборостроительные фирмы, производящие системы вибрационного мониторинга, стали заниматься их модернизацией в части придания им диагностических возможностей. Но поскольку все требования к системам вибрационного мониторинга в настоящее время известны, а ряд из них стандартизирован, во многих фирмах отсутствуют специалисты в области диагностики. В результате системы мониторинга, модернизированные без экспертов по вибродиагностике, имеющих опыт совместной работы с разработчиками технических и программных средств вибрационного контроля, не могут обеспечить глубокой диагностики роторного оборудования с достоверностью, необходимой для перехода на обслуживание и ремонт оборудования по фактическому состоянию.

Ряд российских фирм предпринял попытку использовать для создания систем диагностики опыт предприятий Ассоциации ВАСТ. Однако из-за отсутствия в разработках диагностических ноу-хау Ассоциации предложенные ими системы диагностики также не могут обеспечить необходимой достоверности диагноза и прогноза состояния широкой номенклатуры вращающегося оборудования.

Появление на рынке России разнообразных вибродиагностических систем, не дающих пользователю желаемых результатов, и отсутствие нормативной базы для перехода на обслуживание и ремонт оборудования по состоянию привело к тому, что многие руководители предприятий временно отказались от внедрения технологий такого перехода. В связи с этим предприятия Ассоциации ВАСТ приняли решение начать работу по диагностическому обслуживанию предприятий собственными силами с целью демонстрации возможностей и отработки собственной технологии перехода на обслуживание и ремонт оборудования по состоянию.

Работа в этом направлении проводилась, в первую очередь, с муниципальными предприятиями г. Санкт-Петербурга, такими, как СПб ГУП «Метрополитен» и ГУП «Водоканал», а также рядом других предприятий, в частности ТЭС АО «Ленэнерго». В результате глубокой диагностики вспомогательного вращающегося оборудования выяснилось, что около 70% их отказов связано с низкой точностью центровки валов агрегатов при их монтаже или недопустимо высокой неуравновешенностью роторов. Поэтому специалисты ВАСТа стали выполнять не только диагностическое обслуживание предприятий, но и работы по центровке валов и балансировке роторов.

Через год- два результатами работ Ассоциации заинтересовались предприятия других городов и регионов России, но для внедрения массового диагностического обслуживания вращающегося оборудования в других регионах не хватало специалистов, владеющих методами и средствами глубокой вибродиагностики. Тогда задачей Ассоциации стала организация школы подготовки специалистов, которая, начиная с 2001 года, действует в рамках «Северо-Западного учебного центра».

Следующим шагом по внедрению технологий, разработанных ВАСТом, стало создание дистанционно управляемых средств измерения и анализа вибрации оборудования. В частности, в сборщики данных СД-12 производства предприятий Ассоциации были встроены модемные средства связи и управления с центрального компьютера, находящегося в любой точке страны. Это позволило группе поддержки Ассоциации ВАСТ начать собственными силами внедрение диагностического обслуживания предприятий в удаленных регионах России.

В режиме удаленного управления все работы по анализу результатов измерений, а также по постановке диагноза и долгосрочного прогноза выполняют специалисты диагностического центра Ассоциации в г. Санкт-Петербурге, а все измерения - оператор с минимальной специальной подготовкой, находящийся на предприятии, в распоряжении которого имеется сборщик данных СД-12 и модем. В сборщик по линиям связи автоматически передается задание на измерения, а после их проведения сборщик подключается к телефонной сети, автоматически сбрасывает данные измерений в центр и получает результаты диагноза и прогноза.

Оптимальная структура центра диагностики в этом случае имеет вид, показанный на рисунке.

Опыт работы такого центра показывает, что в функции диагностического центра могут быть включены и работы по центровке и балансировке оборудования, если этот центр находится в одном городе с обслуживаемыми предприятиями. Что касается объемов обслуживаемого оборудования, то с помощью одного сборщика данных можно контролировать состояние более 500 агрегатов с четырьмя опорами вращения в каждом.

В 2001 году Ассоциация ВАСТ проводила работы по созданию нескольких диагностических центров на крупных предприятиях и одного регионального диагностического центра (в Нижнем Новгороде). Эффективность этих центров определяется сокращением объема работ по обслуживанию и ремонту на 30-50% при минимальных затратах на диагностику. Но не только это сокращение определяет полную экономическую эффективность перехода на обслуживание и ремонт оборудования по состоянию. Как показывают исследования, проводимые в ряде западных стран, снижение затрат на ремонт - это лишь малая (менее 20%) часть от того экономического эффекта, который обеспечивается сокращением сроков простоя оборудования на время обслуживания и ремонта.

ВЫВОДЫ

1. Основу технологии перехода на обслуживание и ремонт оборудования по фактическому состоянию составляют методы и средства его диагностики, позволяющие обнаруживать и идентифицировать все потенциально опасные дефекты на начальной стадии развития. Для вращающегося оборудования такой основой является глубокая вибрационная диагностика, интенсивно развивающаяся в последние годы.

2. Широко рекламируемые методы и средства вибрационного мониторинга далеко не всегда могут решать задачи глубокой диагностики даже с использованием разнообразных экспертных диагностических программ. Попытки использовать системы мониторинга для перехода на обслуживание и ремонт оборудования по фактическому состоянию часто лишь дискредитируют имеющиеся в мире эффективные технологии такого перехода.

3. Ассоциация ВАСТ является одним из разработчиков и производителей систем глубокой вибрационной диагностики для перехода на ремонт вращающегося оборудования по состоянию. С 2001 года начата поставка специализированных систем массового диагностического обслуживания удаленных от диагностических центров предприятий.

4. Некоторые российские производители выпускают вибродиагностические системы - аналоги систем, разработанных ВАСТом, не предъявляя к ним жестких требований по надежности получаемых результатов. В процессе их эксплуатации у многих заказчиков формируется негативное мнение об эффективности технологий перехода на ремонт оборудования по состоянию, определяемому системами вибрационной диагностики.

5. Для пропаганды качественных систем глубокой диагностики, балансировки и центровки машин и агрегатов в рамках Ассоциации ВАСТ в конце 90-х годов организована группа диагностического обслуживания заинтересованных предприятий силами специалистов ВАСТа. В ее функции входит не только обслуживание предприятий, не имеющих собственных средств глубокой диагностики, но и помощь в организации региональных диагностических центров или диагностических групп на предприятиях, включая обучение и поставку технических и программных средств вибродиагностики, балансировки и центровки.

ООО «Ассоциация ВАСТ».
Адрес: 198207, Россия, С-Петербург, пр.Стачек, д.140
Телефоны: (812) 327 5563, (812) 158 7515
Факс: (812) 324 6547, (812) 327-55-63

В двадцать шестом выпуске читайте: Новые приборы для энергетики и промышленности.

С вопросами и предложениями обращайтесь по адресу ep@eprussia.ru

Подписаться на печатную (бумажную) версию газеты "Энергетика и промышленность России" (периодичность - раз в месяц, объем - 32 полосы) можно ЗДЕСЬ. Ознакомительный экземпляр высылается бесплатно.

С расценками на размещение рекламы в печатной (бумажной) версии газеты "Энергетика и промышленность России", а также на сайте газеты www.eprussia.ru можно ознакомиться ЗДЕСЬ.