Ведущая роль диагностики технического состояния оборудования и сооружений нефтегазовой отрасли в обеспечении их качества на стадии эксплуатации Протасов В.Н. РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина

Качество объекта – сущность этого объекта, выражаемая совокупностью его свойств, показателей свойств и значений показателей, определяющих эту сущность. Сущность объекта это то, что делает его определенным и отличает от других объектов.

Следует различать: фактическое качество и потребительское качество.

Фактическое качество объекта – фактическая сущность объекта, выражаемая совокупностью присущих ему свойств, показателей свойств и значений показателей.

Потребительское (требуемое) качество объекта – потребительская (требуемая) сущность объекта, обусловливаемая его назначением и выражаемая комплексом требуемых свойств объекта, показателей этих свойств и норм на показатели, обеспечивающих способность объекта выполнять свое назначение.

Назначение объекта – это функции, которые должен выполнять объект, показатели выполнения этих функций, условия применения объекта и его регламентированный ресурс или срок службы

Требуемое качество оборудования и сооружений обеспечивают, поддерживают и восстанавливают, управляя соответствующими процессами на различных стадиях их жизненного цикла: разработкой, производством, монтажом, эксплуатацией.

Целью управления указанными процессами является обеспечение их требуемого качества, обусловливаемого требуемым качеством оборудования и сооружений при реализации этих процессов.

Качество процесса эксплуатации проявляется при его функционировании. Процесс эксплуатации оборудования можно представить как последовательную во времени смену различных этапов эксплуатации в соответствии с принятой стратегией.

К этапам эксплуатации относятся: использование по назначению (применение); различные виды и методы технического обслуживания и ремонта (ТО и Р); диагностирование

Структура процесса эксплуатации определяются принятой стратегией эксплуатации. Стратегия эксплуатации оборудования представляет совокупность принципов и правил, обеспечивающих заданное управление процессом эксплуатации.

Управление процессами ТО и Р осуществляется с помощью системы ТО и Р. Системой ТО и Р называют совокупность взаимосвязанных средств, документации технического обслуживания и ремонта и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества изделий, входящих в эту систему.

Весь комплекс операций по ТО и Р оборудования можно классифицировать на две группы: плановые профилактические работы, связанные в основном с предупреждением отказов и повреждений; работы по обнаружению и устранению дефектов, вызвавших отказы и повреждения.

На проведение ТО и Р затрачивается определенное время. И чем это время больше, тем хуже показатели эффективности использования оборудования.

Для выполнения ТО и Р требуется большой штат специалистов, дорогое оборудование и диагностическая аппаратура, что, в свою очередь, ухудшает показатели экономической эффективности использования оборудования. Все это должно учитываться при разработке системы ТО и Р.

Надежность оборудования неразрывно связана с правильной организацией его ТО и Р. Расходы на поддержание работоспособности оборудования зачастую значительно превосходят его первоначальную стоимость.

В настоящее время в эксплуатации используются различные виды стратегий использования оборудования по назначению, его технического обслуживания и ремонта.

Различают следующие стратегии использования оборудования по назначению: до выработки назначенного ресурса (срока службы) до предотказового состояния до отказа

Стратегии ТО и Р естественным образом связаны со стратегиями эксплуатации оборудования. Каждой стратегии использования по назначению соответствует своя наиболее эффективная стратегия ТО и Р.

Стратегия ТО и Р Стратегия использования по назначению до выработки назначенного ресурса (срока службы) до предотказового состояния до отказа Техническое обслуживание: по наработке +–– по состоянию с контролем параметров –+– по состоянию с контролем уровня надежности ––+ Ремонт: по наработке +–+

Стратегия по состоянию предполагает обеспечение высокого уровня эксплуатационной технологичности объекта, создание и внедрение эффективных средств диагностирования и неразрушающего контроля, оснащение лабораторий и цехов современными средствами сбора, обработки, передачи и хранения информации.

Стратегия по наработке требует развития экспериментальной базы предприятий и обеспечения на этой основе обоснованных значений ресурса до ремонта для каждой совокупности однотипных объектов.

От обоснованного и своевременного выбора соответствующей стратегии ТО и Р в решающей мере зависит своевременность и правильность выбора требуемой технической политики развития службы эксплуатации оборудования нефтегазодобывающего общества.

Отдельные объекты нефтегазовой отрасли следует использовать по назначению, обслуживать и ремонтировать, как правило, только по одной из указанных стратегий.

Для функциональных систем в целом, например для комплекса скважинного оборудования, наиболее вероятно применение всех указанных стратегий эксплуатации или так называемой смешанной (комбинированной) стратегии.

В практике эксплуатации сложных систем различного назначения в той или иной степени применяются все типы стратегий. Их применение определяется уровнем технического совершенства объектов эксплуатации и уровнем информационного и технологического обеспечения системы их эксплуатации.

Одним из радикальных путей реального снижения трудозатрат на ТО и Р, повышения надежности и эффективности использования оборудования, его агрегатов, сборочных единиц и деталей является более широкое внедрение в практику эксплуатации стратегии технического обслуживания оборудования по техническому состоянию.

Сущность стратегии ТО по техническому состоянию заключается в проведении непрерывного или периодического контроля и измерения параметров, определяющих техническое состояние деталей и сопряжений, для обеспечения заданного уровня их надежности при эксплуатации и более полного использования индивидуальных ресурсов.

При ТО и Р по техническому состоянию элемент оборудования подвергается замене только тогда, когда значение прогнозируемого параметра данного элемента (агрегата) приблизилось к предельному уровню.

Внедрение ТО и Р по техническому состоянию обеспечивает увеличение средней наработки деталей и сборочных единиц между заменами в 1,5–2 раза, сокращение удельных приведенных затрат на ТО и Р в 1,5 раза.

Стратегия ТО и Р по фактическому техническому состоянию представляет собой совокупность правил по определению режимов и регламента диагностирования оборудования и принятию решений о необходимости его технического обслуживания, замены или ремонта на основе информации о фактическом техническом состоянии.

При стратегии ТО и Р по техническому состоянию оборудование эксплуатируется до предотказового состояния. В основе этой стратегии – лежит принцип предупреждения отказов оборудования и его элементов – при условии обеспечения максимально возможной наработки их до замены и минимально возможных затрат на ТО и Р.

Для выявления предотказового состояния обычно используется принцип назначения упреждающих допусков на диагностические параметры. Под упреждающим допуском понимается совокупность значений параметра системы между предельным L 2 и предотказовым L 1 уровнями параметра.

Выход параметра системы за предельный уровень L 2 означает отказ. Достижение предотказового уровня L 1 означает необходимость выполнения профилактических работ или замены объектов.

Реализация стратегии ТО и Р по техническому состоянию с контролем параметров требует установления количественных связей между значениями упреждающих допусков L= L 2 –L 1 на каждый из контролируемых параметров системы и периодичностью их проверок t = t 2 –t 1.

Изменение во времени параметра технического состояния системы 1 – область исправного и работоспособного состояния; 2 – область неисправного, но работоспособного состояния; 3 – область неисправного и неработоспособного состояния; t 1 и t 2 – соответственно моменты первой и второй проверок системы; Т 1

Область применения стратегии ТО и Р по состоянию с контролем параметров – системы и объекты, которые по соображениям безопасности не могут эксплуатироваться до отказа, а по экономическим соображениям – до выработки назначенного межремонтного ресурса.

К таким системам и объектам относятся дорогостоящие системы с высокой функциональной значимостью, имеющие недостаточную степень резервирования и вместе с тем обладающие высоким уровнем эксплуатационной технологичности и контролепригодности.

С учетом большой номенклатуры оборудования и сооружений, их различного технического состояния, разной степени сложности использование системы ТО и Р по техническому состоянию на базе диагностики для всего оборудования нефтегазовой отрасли экономически нецелесообразно.

Система ТО и Р по фактическому техническому состоянию требует разработки методов и средств диагностирования, обладающих большой информативностью. Такую базу технической диагностики экономически целесообразно применять в первую очередь для основного оборудования.

Система ТО и Р по фактическому техническому состоянию должна быть смешанной: для некоторой части оборудования по техническому состоянию на основе диагностирования, для другой – по наработке, т.е. планово-предупредительная система; а для остальной – по потребности после отказа.

Совершенство любой стратегии ТО и Р определяется тем, насколько полно она обеспечивает взаимодействие между объективно существующим процессом изменения технического состояния конкретного оборудования и процессом его технической эксплуатации.

Вышесказанное достаточно убедительно свидетельствует о том, что нефтяным компаниям необходима новая система ТО и Р. Созданию новой системы ТО и Р должно предшествовать группирование действующего парка оборудования по стратегиям эксплуатации и соответствующим им стратегиям ТО и Р.

В основу выбора стратегии ТО и Р для каждого типа оборудования должны быть положены технико-экономический критерии.

Виды технического диагностирования классифицируют по назначению, периодичности, месту проведения, уровню специализации

Квалифи- цирующий признак Вид диагностиро- вания Область применения Основные задачи По месту диагности рования Эксплуатаци онное Производ- ственное При техническом обслуживании, осмотрах, возникновении отказов и неисправностей При ремонте машин на ремонтных предприятиях Определение остаточного ресурса сборочных единиц и потребности в регулировочных работах. Установление объема и качества ремонтных работ, обнаружение неисправностей, оценка готовности машин к работам Определение остаточного ресурса сборочных единиц. Контроль качества ремонтных работ По объему Полное Частичное При входном и выходном контроле машин в ремонтном производстве При технических осмотрах Определение остаточного ресурса сборочных единиц, проверка качества их функционирования, выявление перечня регулировочных работ, предотвращение отказов Определение перечня необходимых регулировочных работ, проверка готовности машин к работе или качества их хранения, выявление неисправностей с последующим их устранением По периодичн ости Плановое (регламентир ованное) Внеплановое (при-чинное) При периодическом ТО и осмотрах При возникновении отказов и неисправностей Предотвращение отказов, определение остаточного ресурса, установление перечня регулировочных работ, проверка качества обслуживания и ремонта машин Выявление отказов и неисправностей с последующим их устра-нением По уровню специализ ации Специализир ованное Совмещенно е При обслуживании машин на сервисных предприятиях и силами ЦБПО При ремонте машин При обслуживании машин эксплуатационным предприятием и силами ЦБПО Проведение диагностирования, предусмотренного ТО-3 и после межремонтной наработки Определение остаточного ресурса сборочных единиц, проверка качества ремонта Диагностирование с последующим обслуживанием машины, проверка потребности машин в ремонте с устранением дефектов. Выявление и устранение дефектов при возникновении отказов

Совокупность средств диагностирования, объекта и исполнителей, действующих по установленным алгоритмам, называется системой диагностирования.

Дефектоскопия является составной частью диагностирования и применяется на всех его стадиях. Результаты дефектоскопического контроля оформляются в форме акта результатов неразрушающего контроля.

Техническая диагностика оборудования и сооружений представляет систему методов и средств, применяемых при определении технического состояния машины без ее разборки. При помощи технической диагностики можно определять состояния отдельных деталей и сборочных единиц машин, производить поиск дефектов, вызвавших остановку или ненормальную работу машины.

Техническое диагностирование – это процесс определения технического состояния объекта с определенной точностью. Результатом диагностирования служит заключение о техническом состоянии объекта с указанием при необходимости места, вида и причины дефекта.

На основе полученных при диагностике данных о характере разрушения элементов оборудования и сооружений в зависимости от времени их работы техническая диагностика позволяет прогнозировать техническое состояние машины на последующий срок работы после диагностирования.

Диагностирование технического состояния оборудования производят служба эксплуатационного предприятия, укомплектованная специально обученным персоналом, или специализированные диагностические центры и организации, имеющие лицензию на проведение этих работ. Результаты диагностирования оформляются в виде технического заключения.

Критерии вывода из эксплуатации оборудования и сооружений определяются разработчиком или предприятием- изготовителем и вносятся в инструкцию по эксплуатации.