автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Обеспечение безотказности и долговечности оборудования компрессорных станций с газотурбинным приводом

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ НЕФТИ И ГАЗ А им. И. М. ГУБКИНА

На правах рукописи УЛК 522.551.4.05:631.122

СУВОРОВА ИРИНА- АНАТОЛЬЕВНА

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОТКАЗНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ С ГАЗОТУЕБИШШ ПРИВОДОМ

05.15.13 - Строительство х эксплуатация нефтегазопроводов, б аз и хранилищ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1992

) ) I / , 1

Работа выполнена в Государственной академии нефти и газа имени К.М.Губкина

Научнш руководитель : доктор технических наук, профессор Е.И.Яковлев

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор А.Ф.Коыягин кандидат технических наук Ю.В. Точилен

Ведущее предприятие:" БНЕГОгазпром

Защита состоится " "_ 1992 г. в_часов

на заседании Специализированного совета Д.053.27.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05115.13 "Строительство к эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ" при Государственной академии нефти и газа имени И.М.Губккна по адресу: 117917, г.Москва, ПЯ1-1, Ленинский проспект, 65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственной академик нефти и газа имени И.М.Губкина

Автореферат разослан " " __ 1232 г.

/

Г.Г.Васильев:

Ученый секретарь Специализированного совета, д.т.н.

ЙВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ Актуальность проблемы. Развитие экономики страны неразрывно связано с прогрессом топлявпо-энергетжчзского комплекса. Гаэово:: промышленность является одной из важнейших составных частей отсгс комплекса. В связи о изменением хозяйственного механизма и переходом страны к рыночной экономике становится все более важным снижение эксплуатационных; затрат во всех областях экономики. Применительно к газовой промышленности повышение эффективности и надежности работы Единой системы газоснабяелия страны за счет организационно-технических: мероприятий, улучшения техники и технологии транспорта газа является шагом к достижению намеченной цели.

Батаая роль в решении указанных задач принадлежит повышению надежности компрессорных станций ДС?, так как отказы основного технологического оборудования, в частности газоперекачивающих агрегатов /ША/, приводят к снижению производительности магистральных газопроводов /ИГ/ и к увеличению затрат на их обслуживание и ремонт-но-восстановительные работы.

Анализ современного состояния эксплуатации ГПА показывает, что непроизводительные затраты рабочего времени составляют 30 — 32/5 . Одним из путей обеспечения надежности и повышения эффективности эксплуатации КС является разработка и внедрение методов организации технического обслуживания и ремонта.-

Проблемы, связанные с выбором стратегий и определением сроков ремонтов на Кс'в настоящее время интенсивно разрабатываются. Однако в проведенных исследованиях не нашел отражения целый ряд вопросов, особенно при переходе к ремонту ША по техническому состояний). В них не учитываются критичные /наиболее "слабые"/ элементы, оказывающие решающее влияние на надежность к'безопасность эксплуатации агрегатов, не выявлены основные разрушающие факторы. В основе предыдущих разработок лежат статистические методы исследований, которые

затрагивалт прогнозирование надежности на основе физических процессов выработки ресурсов критичными элементами, объединенными в функциональные группы по критерию последствий, к которым приводят их отказы. Исследованиями не рассматривалась обобщенная модель, связывающая отказ с его последствиями, основными разрушающими факторами, критичными элементами и предельными состояниями.

Изложенные выше обстоятельства и обусловленная этим необходимость поиска эффективных решений определяют актуальность тематики диссертационной работы, направленной на повышение безотказности, и долговечности эксплуатации газоперекачивающие агрегатов.

Цель работы. Повышение надежности газоперекачивающих агрегатов ж их систем на основе коишлексного подхода и выбору стратегий технического обслуживания и ремонта /ТО и Р/ при переходе на ремонт по состоянию, обеспечивающих заданный уровень-безотказной работы и увеличите межремонтного ресурса оборудования КсТ

Основное задачи исследования. Для достижения указанной,-цели в диссертационной работе рассмотрены следующие основные задачи:

- анализ отказов, происходящих в эксплуатации и последствий, к которым они приводят;

- выявление основных разрушающих факторов и критичных по отношению к ним элементов -ША;

- рассмотрение процесса физики выработки ресурса критичными элементами ША; ,

- - - экспериментальные исследования зависимости относительных остаточных деформаций вторичных уплотнений от температуры и прогнозирование остаточного ресурса;

- предложение-конструктивных мероприятий, повышающих надежность, работы ГПА л продлевающих межремонтный ресурс критичных элементов;..; , .-.,-'•■

- рассмотрение проблемы обеспечения надежности трубопрово-

дов, обслуживающих КС;

- обоснование понятия ранга функциональной систеш, принципов ранжирования;

- выбор рациональных стратегий ГО и Р для элементов и систем П1А;

- разработка автоматической систеш учета, накопления и математической обработки статистических данных о работе агрегатов, позволяющей производить расчеты показателей надежности, проводить • анализ эффективности конструктивных, и технологических мероприятий, а также принимать решение о выборе стратегий эксплуатации и ремонта.

Связь с тематикой научно-исследовательских работ. Работа выполнялась в соответствии с тематикой НИР кафедры транспорта и хранения нефти и газа ГАНГ им. И. М.Губкина по теме "Совершенствование обслуживания и ремонта магистральных газопроводов Западной Сибири", внесенной в общесоюзную научно-техническую программу ГКНТ СССР /утв. 30.10.25 г., JS 555/ и подпрограмму 0.04.02 "Создать и освоить технологические средства, обеспечивающие повышение качества строительства и: надежности эксплуатации магистральных газонефтепроводов в районах со сложными природно-климатическими условиями" и по научно-исследовательской работе "Совершенствование ресурсосберегающей технологии и ремонта газотранспортннх систем .Западной Сибири" /Гос.per. Л 01870093397/.

Научная новизна. Впервые в диссертационной работе разработаны:

- методический подход к повышению безотказности и долговечности газоперекачивающих агрегатов и их систем, основанный на изучении физических процессов выработки ресурса критичным элементами;

- методика и модель для прогнозирования остаточного ресурса

вторичных уплотнений нагнетателя;

- вероятностно-статистический метод определения коэффициентов запаса прочности трубопроводов, обслуживающих компрессорную станции, с учетом времени их эксплуатации;

- автоматизированная система для учета, накопления и математической обработки статистических данных об отказах агрегатов. Система позволяет производить расчеты показателей надежности, проводить анализ эффектавностЕ конструктивных и технологических ивро-приятий, а такке принимать решение о возможности перехода блоков

и узлов ША. на ремонт по техническому состоянию.

Практическая ценность и реализация- результатов исследования. Основные положения диссертационной работа дают возможность научно обоснованно выбирать рационзльше стратегии эксплуатации, технического обслуживания и ремонта конкретных злементсв ША и их систем при переходе к ремонту по техническое состоянии., Таким образом, применение рацеоЕалъной стратегии обеспечивает надетую работу оборудования при мззкикальнну затратах на ТО и Р.

Предложенная методика ранЕировгния функциональных систем по>-зволяет определять очередность выполнения работ по устранение отказ ов, выбирать рациональные стратегии "ГО к Р, их периодичность..

Приведенная в диссертации методика и полученные ка основе, многомесячных экспериментов формулы и коэффициенты о зависимости ресурса вторичных уплотнений от температуры даэт возможность прогнозировать остаточный ресурс уплотнений, а также намечать мероприятия по его увеличении и повшеяш герметичности.

Разработанная з диссертации программа внедрена в 110 '"Еомен-V ''трэнсгаэ" и 1Ш0 '"ймангаэ технология". Суммарный ожидаемый• экономический эффект от внедрения выводов к рекомендаций, содержащих-' '' ся в диссертационной-.работе составил 132,3 тыс.руб/год, что подтверждено соответствующими документами.

Апробатя работа. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

1. 2-ой Московской конференции "Молодежь - научно-техническому прогрессу в нефтяной и газовор промышленности" г.Москва, 1988 г., 6-7 апреля.

2. XI Научно-технической конференции молодых ученых ж специалистов "Проблемы развития газовой промышленности Западной Сибири" г.Тюмень, 1988 г., 16 - IS мая.

3. Всесоюзной конференции "Роль молодежи в решении конкретных научно-технических проблем нефтегазового комплекса страны" пос.Красннй Курган, 126S г., S -8 июня.

4. Всесоюзном научном семинаре "Методические вопросы исследования наделшссти больших систем энергетики" г.Иркутск, 1391 г., 20 - 24 мая.

Объем работы. Диссертационная работа состоит S3 введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на страницах машинописного текста, Рисунках и таблицах. Библиография включает наименований.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 0 печатных работ.

• СОДЕРЯАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы повышения безотказности ж долговечности газоперекачивающих агрегатов и их систем путем выбора рациональных стратегий технического обслуживания и ремонта. Сформулирована цель исследования.

В первой главе проведен анализ отечественных и зарубежных стратегий технического обслуживания и ремонта оборудования, поставлены задачи исследования.

В' настоящее время в мировой практике применяются стратегии ТО и Р по наработке и по техническому состоянию.

Стратегкя не наработке позволяет четко планировать трудовые и материальные ресурсы, что особенно важно в условиях их дефицита. Но она не обеспечивает полного использования индивидуальных ресурсов объектов и их составных частей. Управление индивидуальна«! ресурсами осуществляется с помощь» осреднекных показателей. Плановые 'ГО и Г связаны с длительна® простоями к значительными трудозатратами, вызванными полной или частичной разборкой-и дефектацией агрегата, а такие дополнительными потерями из-за аварийных остановов и ремонтов. Технп-чески необоснованные проверки, в том числе и ирг проведении профилак~ тдчесгсих ж реиоигннх работ, вносят изменения к нарушеняя в систему, в результате чего интенсивность откгзов ША а ряде случаев после ремонта выае, чем до ремонта. При использовании стратегии ТО и Р с жестко установленным временем существуют объективные трудности установления технически обоснованного безопасного ресурса, из-за чего неизбежно появляются в пределах разрешенной наработан непредусмотренные повреждения п отказы. Недостаточное вникание уделяется разработке спстемк контроля предотказного состояния.

Талик образов, сдобившаяся система ТО и Р оборудозгнея недостаточно отрахгег естспгеуэ потребность в профилактическом возвэйстбее, в результате имеется большое количество случайных отказов, происходящих межлу очередными ТО к Р. Различные уровни надежности элементов, различное влияние кх отказов па работоспособность говорит о "целесообразности использования комплексной стратегии эксплуатации агрегатов, с применением ТО к Р по наработке и по техническому состояния.

Прикладные вопросы обеспечения надежности ^ункцгоиированвя основ ного технологического оборудования магистральных газопроводов рассмотрены а работах:- А.Б.Алексанарова, .3.Л.Еерезкна, З.Т.Галиулпна, А.Ф.Комягина, Б.П.Поригкова, Б.В.Самойлова и других авторов. Однако, анализ публикаций позволил выявить резервы в разработке методов обеспечения надежности фукндкеккрования ША. В работах не рассматривалась модель, связывающая' отказы агрегата с их последствиями, основнши

разрушающимк факторами, критичным элементам": и физическими процесса!,® выработки ят ресурса в процессе эксплуатации. Это позволило сделать вывод об актуальности теш диссертации и «Тгармулировать основные задачи ксследовг-нил.

5о второй главе проанализированы отказы и неисправности элементов и систем ГПА, зоэятаатазиэ при эксплуатация, на основе обяих положений теории-яаддахкосет:.

При анатазе состояния работоспособности объекта исследования в диссертационной работе используются показатели:

- средняя наработка на отказ

гдэ плотность распределения вреквгд безотказной работы

определялась статкеягческкм методом по ¡глрмухе

(Л,

* Н

гдо наработка га отгаз I - ого объекта; п- чг.сло ряссматртаоогак объектов;

- сроднее зре?.от восстановления ^

Рог

где плотность распределения времени восстановления определялось статисютесиим мэго.г.ом по формула

/ср--¿Г г

где время восстановления £ - ого объекта; И - число рассматриваемых объектов.

Для анализа биле сыграны ГОА с газотурбинным приводом - ГП1Л, получившие наябодшоа распространение в скстта концерна Газпром /АВ а среди ШЛ эксплуатируется бодае 50 % агрегатов типа ГТК-1С в ША-Ц-6,3. Исходной .щ^орманяей послужили данные о пвдеааюс-ти агрегатов, эксплуатируемых в ПО "Глменгазпром" и ПО "¡Огтрансгаз" за период о 1978 по гг.

КолкчоственннМ и качееттешшГ анализ отказов частей и систем агрегатов типа ПК-10, проведенный о использованием схемы Кскжала и

диаграммы Парето ноказал, что потеря работоспособности ША происходит по причине отказов механической части в 2% случаев, системы контрольно-измерительных приборов к автоматики /К® и А/ в 25% случаев, системы регулирования и масло снабленкл в 11$ случаев и т.д. Однако, время простоя в ремонте из-за отказов механиче-ской части составляет поэтому для дальнейшего исследования была взята именно механическая часть. Недостаточная нэдекно'сгь которой подтверждается таюке гистограммами эмпирических распределений времени между лланово-прад-упредительнымз ремонтами ее элементов.

В процессе зкеплусгаик: на ША и его элемента действует рабские нагрузки, окружающая среда, корроз.чокно-актквные вещества и пр. В результате происходит ухудшение технического состояния, свигекие 'мощности и коэффяцизта полезного действия, потеря работоспособности. Чтобы обеспечить надежную и безопасную эксплуатации над» знать основные разрушающие факторы, действующие на агрегат и критичные /наиболее "слабые"/ ко откошенко к ним элементы. Для этого была проведена классификация впэшгшх т. внутренних воздействий, а с потцью схемы Ксккава к дааградшы Парьто выявлены критичные элементы. Для агрегатов типа Г1К-10 и?® являотся подшипнике нагнетателя, камера сгорания, торцевое уплотнение нагнетателя, рабочие лоаатки турбины высокого я низкого давления /ТЗД г ТНД/, рстор центробежного нагнетателя /ЦБК/., причем подишшют к уплотнения нагнетателя оетантс.я наиболее "слабыми" злеменгачи независимо от географической зоны /сравнивались северные к атаые районы-эксплуатации/ и типа Г:1А /анализ отказов агрегатов типа ТПА-Ц-5,3 дал аналогичный результат/.

На основе проведенного исследования установлено, что основными 1 разруаавдамя факторами ¡1 наиболее критичными к. их действии элементами являются:

- накопление износовых повреждений иодачшнкками агрегата и зубчатыми соединенвями;

- накопление тепловых повреждений /тзпловое "старение"/ вторичными

-ii-

уплотнениями подаияных соединений;

- накопление усталостных повреждений /механических и термических/ рабочими лопатаамя ТВД и Т51Д з условиях высокотемпературной коррозии;

- накопление термических усталостных повреждений направляющими лопатками ТВД и ТЭДГ, а также камерой сгорания /КС/ в условиях высокотемпературной коррозии;

- накопление механических усталостных човре-шений рабочими лопатками и диском ЦЕЛ, рабочими лопатками осевого компрессора /ОК/ в условиях эрозионного износа.

В третьей главе проводится анализ влияния основных эксплуатационных факторов на накопление износсвых, тепловых и усталостных повреждений деталями и узлами ГПА в процессе наработки ресурса и на основе теоретических и эмпирических исследований, проведенных автором, определяются соответствующие аналитические зависимости; рассматривается вопрос прочностной вадеяности трубопроводов, обслуживающих компрессорные станции.

Для предотвращения выхода газа за пределы нагнетателя служат торцевые уплотнения, основным свойством которых является герметичность. В случаев нарушение герметичности происходит по причине отказа вторичных уплотнений из-за отсутствия определенного контактного давления на уплотняющих поверхностях.

На работоспособность резиновых уплотнктельннх колец влияет продолжительность эксплуатации,' температура эксплуатации к совместимость с рабочей жидкостью. Анализ работ А.1-!.Голубева, Л.А.Кондакова, З^Ма-йера и других авторов, а тагсхе условий эксплуатации подтвердил, что основным разрушающим фактором- для резин .является температура, под влиянием которой палает эластичность резиновых колец, з твердость и величина остаточной деформации возрастает - резина "стареет".

Оценку ресурса Т по тепловому старению обычно устанавливают в соответствии с уравнением Аррениуса:

где E - энергия активации процесса; газовая постоянная; 7*- абсолютная температура; А - постоянная данного материала.

В связи со" слокностьа преобразования экспериментальных данных в функции Е =f(T"K) широкое распространение получал метод термоотатирова-ния образцов с измерением их относительной остаточной деформации«, В качестве параметра, определяющего стойкость резиновых уплотнений к процессу теплового старения,, что обусловливает изменение работоспособности в процоссе наработки ресурса, принято отношение относительной деформации £j сжатого образца в даввкй момент, времени старения к относительной деформации £0 в момент дссталения заданной степени сжатия:

tf _ ¿t - ht~h,. ko-hf

У ~ ■ e„" k2 • и,

rae , hf ~ высота образца до сжатия и в агатом состоянии ооответ-- отвеяно;

h - высота образца аосле старения в течзяка времени '£ в сватом состоянии;

у - относительная остаточная деформация.

Тля выявления завксиноотя прогнозирования ресурса

уплотнения был поставлен кяогокесячный эксперимент. В лабораторных условиях, приближенных к условиям эксплуатации, с иомошь'о ст&льннх втулок, подготовленных з соответствии о ГОСТ £333-73,к стальных пластин создавалась относительнея деформация & «= 0,2,1 колец круглого поперечного сечения для осксвнкх марок резин В-14-1, Ш-'Л~}2?.5, №1-235.' к КЕЯ-1287, которые затем опуекедасъ З'секшшае стаканы с м«счом Тп-22, локгщзлпсь в якдкусткок термостат типа ESS и идгровялись. Величина отеослтсданой осготсчиой леформшта замсряЗась порез даздие 1С°С в )шторгме температур о? ЗД°С до 150gö микрометром.

Эксперкментн дозволили определить коэффициенты старения для исследуемых марок резин и прогнозировать их ресурс при любой температуре эксплуатации, используя полученные формулы:

с- -

- - 6< ~ '

где ресурс резгаоЕого уплотнитсльного кольца при температуре

рабочей жидкости ;

•£".- ресурс резинового уплотнительного кольца при температуре рабочей. жидкости ^ ;

Кст~ гхзэффкцкент старения.

где ресурс уплотжггальЕого кольца при температуре рг^Зочей

здоота

Если кривая накопления относительной остаточной дсформацси з зависимости ст тсклергтурн имеет зта ~, где г. - коэффютент

ирспорпиональьости.то остаточннй ресурс уплотпекия посл-з аргмггд С находится при условии, что в момент г.рсменч контроля С - Т*.

параметр у принимает значение У1{

1'ле ¡у - предельное» значение »ейтчзшн откоситзлылд остаточзю:! д?-йормедия.

Ее® крквзд врепзни яакопдзквя относительной остаточной дгйорма-кмн имеет акд . ог.таточний расурс при условии, тго

в момаат времени т»горэго кгатрелч иерсматр у погашает зна-

чение опралепяа1'сч по йериул? „

7" г •" Г Л* "ЯК 7„. ,

С г; •••——--—----"----}

|">С7 и ~~ '/

Ум У<

3 олучвр г.зм9ншия тадаяритурното режима рацсгц" торчекда уплотнен«« срок эксялуашсии рвэьнсвих уплотвитадьннх :;о.пец рси-с-н-тущатся слегшим обрезал;

■т /[ ^в-! I , 'Та-з , , \

-1/1 -я^-г- •!' + } I

, . / 1 "-яр по '-пр ••па

г'п,в ц ,'Е-текп^атурн эксплуататор -

-14- максимальная температура эксплуатации;

сУшаРаое ЕРемя нахождения резиновых колец в каждом интервале температур;

Т по ^-пН* BP3;'W сохранения работоспособности Т„р при каждой переходной температуре.

Дня -повышения герметичности торцевых уплотнений и продления их межремонтного ресурса предлагаются следующие мероприятия:

- поддержание температуры среды в унлотнительном узле порядка+50°С;

- замена резины марки В-14-1, применяемой в настоящее время, на резины ИЕ1-1353 или ИШ-1287. В ходе эксперимента резина марки ИРД-1287 показала наибольшую термостойкость.

Одной из основных причин потери работоспособности элементами ■ ША является их износ. В результате анализа отказов за 1S78-19S1 гг. торцевых уплотнений, подшипников и ротора нагнетателя агрегатов типа ГТК-10 уц.злосъ установить недостаточность их приработки в период испытаний. Это утверждение подтверждают эмпирические и теоретические функции плотности распределения наработки на отказ, определяемые по - формуле . __

i = >

1

где Aq- параметр экспоненциального распределения; Х - время эксплуатации.

Большое влияние на процесс изнашивания оказывает смазка. В работе проверена гипотеза о нормальном "распределении величины удельного расхода масла

/(Q'=W"e" 2S" ■

где ц- удельный расход масла;

(J- среднее кв&дратическое отклонение; SCp средний удельный расход масла. • Показано, что количество пусков П<100 не влияет на увеличение Удельного расхода масла, а при П. >100 удельный расход масла превышает нормативный, что необходимо учитывать при эксплуатации.

При работе кошрэссорной станции происходит усталостное разрушение элементов ГИЛ и трубопроводов, подключенных к компрессорной станции. При расчетах на прочность разрушавшие воздействия часто учитываются не лслкостьэ, прячем в основе применяемых методик в настоящее время лежат нормируемые ГОСТ и ТУ величины характеристик прочности, Однако, яри наличии рассеивания .нагрудэнности и характеристик ' усталости изделий сужение об кг надежности будет недостаточным, если оно не будет основываться на анализе рассеивания долговечности и определении вероятности разрушения, 3 связи с которой: с должен рассматриваться запас прочности.

Учитывая работы Н„Н. „Афанасьева, С.В.Серенеека, М.Н.Степнова, А. «.Селихова и других авторов, установивших зависимость между величиной логарифма средней долговечности ЕдЯ и средЕегзадрактческш отклонением логарифма средне® долговечности в даесергацгн разработана математическая модель для определения запасов до усталостной про-, чности з функции заданной вероятности разрушения по напряжениям и по цикла;-.!! ,, ,<

п6 = Ш ' ч ; р^=Ю 4 ,

где (1г1- квантиль нормального распределения;

Ш. - показатель степзнг кривой усталости.

Ка основе обработки отказов трубопроводов, подклзченных к компрессорной станции с помощью предложенной модели определены ГЦ для усталостного п коррозионпо-усталостного разрушения трубопроводов с учетом заданной вероятности разрушения- и времени эксплуата-

ции Та /табл.1/.

I

Таблица 1.

Коэффициенты запаса усталостной прочности по напряжениям

Коэффициент запаса ч.=>сг7 { а=ю-* '

Ть=10 лет{тр=20йег ТР=25лег |ГР -"¡Олег Тр-20л-гг |тр=25лгт

1 ? I 3 I 4 \ 5 | 6 | 7

гии 1,19 1 1,21 [ 1,22 | 1,02 1 1.ГЗЗ « 1,38 - 1 —.........!... .............1 .............! — -

Продолжение таблицы 1

11» 3 4 5 6 п {

п 1.36 О«-!) | | 1,38 1,-52 1,60 1,63 1,97

По у ~ коэффициент запаса но напряжениям б случае усталостного сазрусения;

[Ц^ кфвдаент запаса по напряжениям в случае коррозионно-ус-талостного разрушения.

В четвертой главе для функциональных систем /ФС/ и их элементов /система электроснабжения, пожаротушения, ЮЗ л А и др./, ойеспечива-йсшх нормальную работу компрессорных станций, были разработаны прзн-наш к проведено ранжирование, которое позволило осуществить анализ состояния систем, выбор стратегий ТО и Р .периодичность их проведения.

В диссертационной работа рассмотрено ранжирование нэ двух уровнях. Показано, что еслй система имеет ранг К; на первом уровне, то вероятность ее отказа } додала удовлетворить условна

где заданная вероятность появления 1-ого состоянии при-

водящего к появлению С - ой ситуации в процесса эксплуатации. Если еяетеиа из,мет ранг Н[ на втором уровне, то вероятность ее отказа

где ¿¡ср)- вероятность появлания неблагоприятного фектора Ф.

На осномн». принципов,ранжирования для ФС, обслуживающих П1А, в связи с тем, что юс отказ ведет к появлению аварийной ситуации, опасной лда жизни .гадай, целесообразно применение стратегии 'ГО к Р по нереботго, тоста как элементы ФС /Фильтры, дроссели, прелохршь телыше клепани н лр./ §коплуатирртся„по отказа.

В результате прешолош»« исследований выбраны стратегии ТО н Р лля критичшк эли'до нто в гааопврокачивещюс агрегатов /рис .1/.

В диссертационной реботе разработана и шюдроиа в произведет-

СТРЛТЕ1Ж ТйиЖКЖрГО ОБШШШИ Й КмЗЗД по наработке —-—- ' ------по техническому_состолишо

о контролем параметров

с контролем уровня надежности

Ротор ротор

19<)а -

1* -п" -

Ч-

'СЛаТ»

Рис.

Тр ■

ОК -- ТВД, ротор ТНД, ЦБН и камере, сгорания

П

<1

< П

л

7~

и--''1

Л

Т Т 'Г

ч 1 5

Подшипники ОК, ТВД, ТНД и ЦБН

Торцевое уплотнение нагнетателя

значение параметра технического состояния объекта п , соответствующее нормам технической эксплуатации;

предотказовое значение параметра тихничоского состояния объекта; предельное значение параметра технического состояния объекта;

время, проработанное объектом о начала эксплуатации пли после капитального и среднего ремонта;

- время периодического контроля параметра технического состояния объекта

I. Стратегии технического обслуживания и ремонта элементов газоперекачивающего агрегата

ве автоматическая система учета, накопления и статистической обработки данных об отказах агрегатов, позволяющая осуществлять анализ надезности агрегатов, , принимать решение о переходе блоков и деталей на ремонт по техническому состоянию . Программа реализована на персональной ЭВМ типа ЗВМ РС , на языке Г0/?П?АЯ.

Структурная схема анализа надежности состоит из взаимосвязанных между собой блоков /рис.2/, включающих:

- статистический банк данных об отказах к неисправностях /блок I /;

- блок разработки заданий для анализа причин и физической сущности выявленных отказов ША. /блок И /;

- блок определения количественных показателей надежности к их анализа для дальнейшего использования этой информации в блоке принятия решении /блок Щ /;

- блок принятия решений содержит статистический и инженерный анализ, определяющий стратегии ремонта агрегатов в части изменения технологии, методов и системы ремонта /блок I? /.

В приложении приведены: статистические данные о надежности основного технологического оборудования магистральных газопроводов, статистические данные об' удельном расходе масла основным технологическим оборудованием, описание эксперимента, описание и блок-схема программы, расчет ожидаемого экономического эффекта.

ВЫВОДЫ

1. Для повышения надежности компрессорных станций с газотурбинным приводом при переходе к ремонту по состоянию исследованы рациональные стратегии технического обслуживания у, ремонта энергетического оборудования на основе физических процессов выработки ресурса кри-точными /наиболее "слабыми"/ -элементами,

2. На оснозе длительных многомесячных испытаний вторичных уплотнений при различных температурах эксплуатации разработана методика ь модель, позволяющая прогнозировать их остаточный ресурс.

3.' Исследована прочностная надежность трубопровода, подключенного к

Статистический банк данных |

Теп газоперекачивающего агте-гата, принадлежность к комп-рессогаой сганпки Блок " Деталь

Наработка на отказ 3-рекя простоя в А. Р. 3-рекя простоя в ПНР Я-аработка до среднего ремонта Наработка до капитального ремонта. кол-во аварийных откздое

Задание на. анализ

И

Тех газоперекачивающего агрегата Блок Деталь

Принадлежность к компрессорной станция

' Показатели нздекности Принятие решения по блоку ели по детали

АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ

Ж

РАСЧЕТНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЕЙДЕШЗСТЙ

Средняя наработка- на отказ-Параметр потока отказов Среднее время простоя в А. Р. Стзэдкее время простоя е- ШЕР

Срелдий ресурс до среднего я до капитального ремонта Вероятность безотказной работы

Анализ по коэффициенту вариации ^(¿гг-П'р; '/З^сгр;

к - число кнтешалов в статистическом ряду; ^с;- значение середин«' I - ого интерзала; р1 - эмпирическая вероятность I -ого интервала; | - среднее значение наработки на отказ

±

ПРИНЯТИЕ РЕПЕККЯ

IV

По блоку

| ГТо даталЕ

Г > 11 Г = 1 г<1

Ремонт по состоянию

Изменение технологии изготовления з ремонта

Увеличение ресурса

Разработка мероприятий по повышению надежности

I Инженерный- анализ пркюабо-точного износа

ыпальп-^: - ^

Лйзнос мог- |

сималыши ;-

Г > 1 I У = II г<1

Изменение технологии изготовления и ремонта ■ !

- Устранение пиковых нагрузок

Дефектацпя, восстановление или замена

Рис. 2. Структурная схема зализа падекностк агрегагоЕ

компрессорной станции, и предложено уравнение определения коэффициентов запаса прочности с учетом заданной вероятности разрушения и ресурса.

4. Разработана автоматическая система учета, накопления и обработки статистической информации о работе газоперекачлваэднх агрегатов, позволяющая определять основные показатели надежности при выработке решения о переходе на ремонт по техническому состоянию блоков и деталей агрегата, а тшске оценивать эффективность конструктивных и технологических мероприятий.

5. Разработанная программа принята и внедрена в ПО "йментрансгаз" и НПО "Тдменгазтехнология". Окидаемый экономический эффект составит 132,3 тыс. рублей в год.

Основные результаты по теме диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Зоненко В.И., ¡Лэблкэтов Е.Р., Суворова H.A. Статистическая оценка характеристик ремонтопригодности магистральных трубопроводов. - М.: Недра, Труды МЕНТ ш.K.M.Губкина, вып.209, 1987. - С. 19.

2. Мавлвтов Ш.Р., Суворова К. А. Алгоритм статистической оценки надежности магистрачьных трубопроводов //Проблемы научно-технического прогресса в трубопроводном транспорте Западной Сибири: Тез. докл.

на Всесошзн. научн.-техн. конф. - йзмень, 1987. - С. S5.

3. Нагаров Р.К., Енбнев А.З., Суворова К.А. О количественной оценке эксплуатационной технологичности оборудования. Дел. в ЗНК-В-газпром 18.03.88, № 1033-гз 88.

4. Суворова К.А., Шибнев A.B. Задачи анализа эксплуатационной технологичности оборудована нефтегазопроводов// Проблемы развития

-, газовой промышленности Западной Сибири: Тез. докл. на Всесоюзн. научи.-техн. конй. - Ти.т-ень, 1SC8. - С.102.

5. Боненко В.И., Суворова К.А. К вопросу обеспечения надежности и долговечности 1ПА магистральных газопроводов //Роль молодела: в репении конкретных научно-технических проблей нефтегазового кош-

лекса страны: Тез. докл.-на Зсесонзк. конф. - Красный Курган, 1989. ' - С. 135.

6. Суворова И.А., Яковлев Е.И. К вопросу обеспечения надежности работы компрессорных станций //Расчет и управление надежностью больших механических -систем: Инф. материалы У11 Всесоюзной школы;

- Свердловск, УрО АНСССР, 1550. -.С.157.

7. Суворова И.А. К вопросу обеспечения прочностной надежности деталей ША //Проблем развития нефтегазового комплекса страны: Тез. докл. ка Бсесоизн. конф. - Красный Курган, 1£21. - С.ЗЗ.

8. Суворова И.А. Определение для ША основных разрушающих факторов и наиболее критзчвых к'их действЕЗ элементов //Проблемы добычу, транспорта и переработки нефтк зг газа: Тез. докл. на Бсесокзн. Еаучн.-тэхн. конф. - Оренбург, 1£51, - С. 124.