2-3. ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И СЕТЕЙ
Положенные в основу планирования сроков ремонтов средние величины ремонтного цикла, межремонтных периодов и сроков проведения операций регламентированного технического обслуживания, упрощая планирование, имеют, как и любые усредненные показатели, один существенный недостаток: даже при наличии ряда уточняющих коэффициентов они не дают полной объективной оценки субъективной потребности в ремонте данной конкретной единицы оборудования (участка сети). Устанавливая длительность ремонтного цикла или межремонтного периода, мы стремимся не выйти за средние пределы нормальной надежной работы оборудования или сети, т. е. за пределы 2-го этапа, в то же время максимально приближаясь к началу 3-го этапа — этапа ресурсных отказов (рис. 2-1). Однако нельзя не считаться с наличием 1-го и 3-го этапов и, следовательно, с возможностью выхода той или иной единицы оборудования (участка сети) из строя еще в начале 1-го этапа, что
принесет дополнительный ущерб. Не исключена и другая возможность, т. е. что данная единица оборудования (участок сети) будет работать достаточно долго в 3-м периоде и назначенный ей плановый ремонт на исходе 2-го этапа явится неоправданной тратой средств, не вызванной фактическим состоянием конкретной единицы оборудования (участка сети). Дело осложняется тем, что если 2-й этап характеризуется постоянством потока отказов, величина которого в конечном итоге обусловлена культурой и техническим уровнем эксплуатации, то в течение 1-го и 3-го этапов величина w (t) имеет достаточно большой разброс.
Объективным методом оценки потребности данной единицы оборудования (участка сети) в том или ином виде ремонта является периодический (дискретный) или постоянный (непрерывный) контроль за техническим состоянием оборудования и сетей с проведением ремонтов лишь в случае, если износ деталей, элементов или узлов достиг предельной величины, не гарантирующей их безопасной, безотказной и экономичной эксплуатации. Такой контроль может быть осуществлен методом и средствами технической диагностики".
Диагностика периодическая может осуществляться визуально и инструментально в порядке технического обслуживания, при осмотрах, проверках, испытаниях, при производстве ремонтов. При этом определяется соответствие паспорту и техническим условиям выходных параметров, необходимость их регулировки; целостность, степень износа, потребность в замене сменных запасных частей, узлов и комплектующих изделий. Уточняются сроки и объем различных операций регламентированного технического обслуживания и ремонтов.
Применяемые для периодической диагностики приборы могут быть стационарными, передвижными или переносными, стандартными или специально разработанными. Учитывая большой объем информации, выдаваемой средствами диагностики, чаще всего требуется разработка комплекса специальной диагностической аппаратуры. Более широко и Целенаправленно решает задачи контроля за состоянием оборудования и сетей диагностика постоянная. Ее разработка и применение необходимы в первую очередь для наиболее ответственного и наименее доступного для осмотра и замеров оборудования (крупные электродвигатели, электрогенераторы, в том числе высокочастотные с автоматической стабилизацией частоты и напряжения, электропривод ав-
тематических технологических линий, компрессорные, холодильные, насосные,.котельные установки и т.д.).
Постоянная диагностика требует, как правило, разработки специальной аппаратуры с комплексом датчиков, осуществляющих программу контроля параметров, исчерпывающе характеризующих техническое состояние оборудования или сети, с выводом сигналов на показывающие, сигнализирующие, регистрирующие приборы, а при необходимости и на коммутационную аппаратуру.
Отдельные элементы технической диагностики давно нашли применение для контроля за состоянием наиболее уязвимых элементов энергетического оборудования и сетей и за стабильностью наиболее важных параметров. Так, например, широко применяется постоянный температурный контроль за состоянием подшипников, магнитопроводов, обмоток крупных электромашин и силовых трансформаторов, контроль изоляции кабельных и ВЛ. Некоторые принципы и средства технической диагностики закладываются практически в каждую схему автоматического управления энергетическими установками.
При современных масштабах энергетического хозяйства предприятий и размерах народнохозяйственного ущерба от непредвиденных (аварийных) отказов энергетического оборудования и сетей с учетом вынужденных простоев технологического оборудования назрела необходимость в комплексной диагностике состояния основного состава энергетического оборудования и сетей и в первую очередь оборудования массового применения: электродвигатели и другие электрические машины, насосы, вакуумнасосы, высоковольтная и низковольтная аппаратура, силовые преобразователи, системы электрического освещения, электрические и трубопроводные сети всех видов и т. п.
В сельском хозяйстве, где вопросы ремонтов и эксплуатации техники имеют единое административное и техническое руководство в лице Союзсельхозтехники с входящим в ее состав ГОСНИТ-И, вопросы ремонта сельскохозяйственной техники разрабатываются планомерно, а техническая диагностика, разработка ее методов, технологии и средств, начиная от отдельных приборов до диагностических комплексов, стала основным направлением в технической политике по организации технического обслуживания и ремонтов сельскохозяйственной техники.
В промышленности, где номенклатура одного только энергооборудования многократно шире, координация технической ремонтной политики, и в том числе создание и осуществление единого целенаправленного плана внедрения диагностических методов контроля за состоянием оборудования и сетей, как это показано в § 1-3, настоятельно необходима.
Разработке и внедрению диагностических методов контроля за техническим состоянием энергетического оборудования и сетей должны предшествовать следующие основные этапы:
анализ причин отказов и изменения характеристик энергетического оборудования (сетей), уязвимости отдельных элементов;
тщательная подготовка и разработка программ технической диагностики, исчерпывающе характеризующих объективное состояние данного оборудования (сети) и его параметров на момент проверки;
определение оптимальной последовательности диагностирования данного вида оборудования (сети). В общем виде оптимальной является следующая последовательность: контроль узлов с наибольшей вероятностью отказов и малой трудностью диагностирования; общее диагностирование, т. е. измерение основных параметров, характеризующих общее состояние данной единицы оборудования (участка сети); при выходе измеренных значений основных характеристик за допустимые пределы или при достижении ими значений, близких к граничным, возникает потребность в поэлементном диагностировании; прогнозирование остаточного ресурса;
оценка необходимости и экономической целесообразности в дискретном или непрерывном контроле;
установление очередности внедрения диагностического метода для различных видов энергетического оборудования и сетей;
выявление возможности использования имеющейся стандартной или необходимости разработки специальной контрольно-измерительной аппаратуры для создания диагностического комплекса для каждого оборудования вида и сетей;
выявление возможности создания универсальной диагностической аппаратуры для осуществления контроля за состоянием различных видов или типоразмеров оборудования (сетей);
выявление возможности использования создаваемой диагностической аппаратуры для пооперационных и приемосдаточных испытаний, превращения ее в инструмент оценки качества ППР;
регламентация периодичности дискретного диагностического контроля и введение его в качестве операций регламентированного технического обслуживания в систему ППР.
Развитие средств технической диагностики должно идти последовательно от субъективной оценки состояния энергетического оборудования и сетей к созданию и использованию отдельных диагностических приборов, комплектов: приборов, комплектов диагностических датчиков с выводом сигналов на измерительные, сигнальные устройства или на систему автоматического управления, автоматизированных и полностью автоматических систем диагностирования.
Основными требованиями к диагностическим средствам является полнота и достоверность информации, полностью характеризующей техническое состояние контролируемого оборудования или сети при минимальных затратах времени на осуществление диагностического цикла (присоединение аппаратуры, производство замеров, анализ информации, производство при необходимости повторных замеров, демонтаж измерительного комплекса), что определяет трудозатраты и время простоя на проведение диагностирования. В этих целях при выборе и создании средств периодической диагностики должны максимально использоваться [Л. 111: универсальные диагностические методы (виброакустический; магнитоэлектрический; тепловой; спектрографический анализ масел и др.); методы измерения и анализа переходных режимов; крупношкальные приборы с равномерной подсветкой шкал и фиксацией допустимых пределов отклонения параметров; электроконтактные приборы; электронные приборы, позволяющие одновременно контролировать комплекс параметров; самопишущие приборы; логические устройства. Опыт ГОСНИТИ показал, что при сочетании в измерительном комплексе механических и электронных приборов и средств измерения время цикла диагностирования снижается вдвое.
Приведенная здесь классификация энергетического персонала несколько отличается от установленной ПТЭ (гл. Э1-4) и ПТБ (гл. БП-1). Это связано с тем, что данная система разработана для промышленных предприятий, энергетическое хозяйство которых не исчерпывается только электроустановками. Предлагаемая классификация более точно определяет в условиях промышленных предприятий функции каждой из перечисленных категорий энергетического персонала,
Особенно важно, и к этому надо стремиться, создание и внедрение устройств, дающих возможность прогнозирования остаточного ресурса.
По мере разработки методов и средств технической диагностики вывод в ремонт конкретных единиц оборудования (участков сети) будет определяться не графиком ППР, а их состоянием. В то же время периодический диагностический контроль будет проходить в рамках регламентированного технического обслуживания по плану, включенному в календарные графики системы ППР. Дополнение системы ППР диагностическим методом контроля за состоянием энергооборудования и сетей позволит получить существенную экономию рабочей силы, материалов и денежных средств, обусловленную: исключением операций разборки и сборки оборудования, вскрытия и восстановления непроходных каналов энергосетей для оценки их состояния; снижением простоев за счет практически полного исключения отказов; увеличением межремонтной наработки; снижением в ряде случаев трудоемкости ремонтов и расхода запасных частей за счет уменьшения фактически необходимого объема работ по сравнению с типовым объемом; повышением экономических показателей оборудования за счет контроля и поддержания характеристик энергооборудования и сетей на оптимальном уровне. Таким образом, метод технической диагностики должен, стать основным направлением в развитии и проведении на практике любой системы ППР. По мере разработки методов и средств технической диагностики вывод в ремонт конкретных единиц оборудования и участков сетей будет определяться объективной оценкой их субъективного состояния.
Во избежание превращения системы ППР в изжитую временем послеосмотровую систему ремонтов плановый характер ее для планирования основных ремонтных показателей (плановый ремонтный цикл, плановая трудоемкость, необходимые для определения плановой численности рабочей силы, потребности в материалах, запасных частях, размера складских запасов, для составления смет затрат) должен при эхом сохраниться. В ремонтный цикл как основная операция регламентированного технического обслуживания войдет график периодических "диагностических проверок. На первых порах внедрения диагностического контроля в системе ППР останутся и календарные графики ППР каждой единицы оборудования и участка сети, хотя вывод в ремонт конкретной единицы оборудования (участка сети) будет корректироваться в зависимости от ее состояния, определяемого на основании диагностической информации. В ремонтной карте при этом должен быть оформлен перенос сроков планового ремонта. По мере накопления Диагностической информации можно будет обратной связью внести коррективы в установленные системой ППР величины периодичности производства ремонтов и регламентированного технического обслуживания, а также в типовой объем ремонтных работ. Это должно дать существенную экономию за счет неизбежного увеличения 2-го этапа меж ремонтного периода (рис. 2-1). При достаточно широком внедрении диагностических методов можно будет отказаться от календарного планирования сроков ремонта для каждой единицы оборудования (оставив при этом календарное планирование диагностических проверок) и перейти к объемному планированию (шт/мес) на основе анализа, накопленного за счет применения диагностической аппаратуры статического материала о долговечности отдельных элемента и узлов оборудования и сетей. Дополнение системы ППР диагностическим методом контроля за состоянием энергооборудования и сетей позволит качественно ее улучшить, получить существенную экономию рабочей силы, материалов и денежных средств.
Рис. 2-2. Блок-схема диагностической установки для снятия характеристик масляных выключателей. ФУ — фильтрующее устройство; ПУ -г- преобразующее устройство
Примерами диагностических установок могут служить разработанное Украинским филиалом ГОСНИТИ автоматическое устройство для контроля за техническим состоянием (изоляция обмоток статора, износ радиального и упорного подшипников, прогиб вала) электродвигателей погружных насосов без выемки их из скважин. Блок сигнализации и управления запрещает включение электродвигателя при достижении предельного состояния по одному из контролируемых параметров и позволяет получать информацию о приближении предельного состояния;
установка для снятия скоростных характеристик масляных выключателей [Л. 1], позволяющая без разборки выключателей и без вскрытия баков контролировать при помощи совмещенного датчика скорости и перемещения параметры при замыкании и размыкании дугогасящих и главных контактов масляных выключателей путем хранения фактической скоростной характеристики с эталонной, соответствующей нормальной динамике работы подвижных элементов выключателя.
Типичная блок-схема диагностической установки показана на рис. 2-2.
