Методы расчёта надежности систем и оптимизации состава запасных элементов оборудования объектов повышенного риска на завершающем этапе эксплуатации

• Автор: Татаев, Хизри Нюрпашаевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Общие вопросы обеспечения запасными элементами и основные методы их решения

1.1 Обзор литературы по теме исследования

1.2 Характеристика правил технической эксплуатации

1.3 Проблема обеспечения запасными элементами

1.4 Модели управления запасами

1.5 Выводы по главе

Глава 2. Разработка моделей анализа надежности систем стареющего типа с учётом ЗИП

2.1 Постановка задачи расчета надежности и оптимизации запасных элементов стареющего типа

2.2 Модель «размножения и гибели»

2.3 Модель геометрического процесса для расчета надежности систем стареющего типа
2.4 Модели, основанные на методах теории восстановления
2.5 Имитационное моделирование - метод расчёта надежности объектов
2.6 Выводы по второй главе
Глава 3. Модели расчёта и оптимизации ЗИП элементов с неполным восстановлением и учётом старения
3.1 Метод гарантирующего запаса
3.2 Модель оптимизации ЗИП восстанавливаемых элементов с неполным восстановлением
3.3 Описание программы и расчёт модели оптимизации ЗИП восстанавливаемых элементов с неполным восстановлением
3.4 Модель оптимизации ЗИП с учетом требований к надежности и стоимости
3.5 Выводы по третьей главе
Глава 4. Использование методов определения оптимального состава ЗИП для оценки надежности объектов системы управления и защиты и контрольно-измерительной аппаратуры Смоленской АЭС
4.1 Расчёт характеристик надежности оборудования систем СУЗ и КИПиА Смоленской АЭС
4.2 Определение оптимального состава запасных приборов и частей для объектов энергоблоков Смоленской АЭС
4.2.1 Оптимизация состава ЗИП элементов СУЗ
4.2.2 Расчет оптимального состава ЗИП элементов КИПиА
4.3 Выводы по четвертой главе
Заключение
Список литературы

Введение
Системный анализ надежности является важным этапом в процессе управления качеством эксплуатации промышленных объектов. Главными составляющими системного анализа надежности технического объекта являются технологический анализ истории эксплуатации объекта и количественный анализ его безотказности и ремонтопригодности. Количественный анализ позволяет оценить достигнутый уровень надежности и получить прогностические оценки показателей надежности для специалистов, принимающих управляющие решения по обеспечению безопасности, повышению экономичности, совершенствованию стратегий технического обслуживания и ремонта (ТОиР), определению оптимального состава запасных изделий.
Промышленные объекты, эксплуатация которых имеет некоторую степень риска от их эксплуатации (например объекты ядерной энергетики) имеют особенность, отличающую их от других технических объектов, состоящую в том, что к их характеристикам надёжности предъявляются высокие требования. Так коэффициент неготовности (или вероятность невыполнения задачи) для каналов системы аварийной защиты ядерных энергетических установок должен быть не более чем 10’7. Высокие требования предъявляются также к точности проведения расчётов. Одним из способов повышения надежности систем является резервирование элементов и формирование комплекта запасных частей и приборов (ЗИП).
В настоящее время в странах с развитой экономикой уделяется повышенное внимание вопросам анализа надежности оборудования и безопасности функционирования объектов повышенного риска.
В различных отраслях промышленности растет доля оборудования, отработавшего расчетный или назначенный срок службы. По данным США на предприятиях топливно-энергетического комплекса на долю тепломеханического оборудования, отработавшего свыше 30 лет в 1970 г. приходилось 1,5% установленной мощности, в 2000 г - свыше 30%, а в 2010 эта доля приближается к 50% . Именно удлинение сроков службы объектов при частичной замене и

ремонте оборудования становится экономически и технически целесообразным способом повышения промышленного потенциала. Ближайшие десять лет управление ресурсными характеристиками и продление срока службы будет ключевым вопросом, связанным с организацией эксплуатации и анализа эффективности функционирования сложных технических систем.
Таким образом, существует необходимость изучения методов обоснования продления ресурсных характеристик объектов.
Одной из задач управления ресурсными характеристиками является задача расчёта надежности систем с учётом наличия запасных изделий и поддержание состава запасных изделий на требуемом уровне. Предполагается, что в результате старения объектов потребность в запасных частях будет возрастать. С целью обеспечения показателей надежности объектов повышенного риска, таких как объекты ядерной энергетики, предприятия топливно-энергетического комплекса, нефтехимической промышленности и т.п. на должном уровне, необходимо разработать методические подходы, позволяющие проводить расчёт надежности с учётом старения объектов, а также методы оптимизации состава ЗИП с учётом неполноты восстановления работоспособности оборудования в период проведения ремонтно-восстановительных работ.
Можно констатировать, что вопросы анализа старения объектов и оптимизации запасных частей и компонент с учётом их длительной эксплуатации требуют разработки новых подходов, обеспечивающих более высокую достоверность и точность расчётов характеристик надежности.
Таким образом, актуальность работы заключается в том, что па сегодняшний день существует большое количество оборудования, для которого требуется проводить с высокой достоверностью и точностью расчеты характеристик надёжности. Также можно констатировать, что вопросы анализа старения объектов и оптимизации запасных частей и компонент с учетом их длительной эксплуатации требуют разработки новых подходов.
Проведение расчета надёжности систем с помощью известных методов не всегда позволяет получить характеристики надёжности с удовлетворительной

оборудования, включая компоненты, которые должны заменяться независимо от их состояния. Применение данного подхода минимизирует отказы оборудования;
• обслуживание по состоянию. Осуществляется мониторинг технического состояния каждой единицы оборудования. При приближении параметров оборудования к критическим значениям на данном оборудовании проводятся восстановительные работы;
• обслуживание, ориентированное на надежность. Обслуживание, ориентированное на надежность преследует цель управления ресурсом оборудования. С этой целью назначаются допуски на параметры систем и оборудования. Для определения этих допусков осуществляется изучение процесса старения систем, внедряется система мониторинга и обслуживания систем. Внедрение программы обслуживания систем предполагает разработку методик оптимизирующих эффективность функционирования сложных систем в целом.
Управление ресурсом включает оптимизацию эксплуатационных режимов, обслуживания и ресурса систем, конструкций и компонентов. Основная цель обслуживания систем состоит в обеспечении при эксплуатации использования всех функций, необходимых для безопасной и надежной работы системы в целом. Непосредственная цель обслуживания при этом состоит в обеспечении адекватной надежности компонентов. Перечисленные ранее программы обслуживания сложных систем являются основными. Но кроме них находят применение также следующие программы:
• обслуживание «на ходу». Имеет место применительно к оборудованию в составе сложной системы, которое не несет основной нагрузки, является второстепенным. В этом случае с целью сокращения продолжительности остановов основного агрегата многие работы по обслуживанию проводятся во время его работы. К ним относятся устранения протечек, подтяжка фланцевых соединений и т.п.;
• обслуживание «по возможности». Некоторые компоненты сложных систем могут находиться в труднодоступных местах и могут обслуживаться только во время прекращения функционирования системы в целом. Примером может