Физический износ представляет собой естественный процесс ухудшения характеристик оборудования во время его эксплуатации под воздействием многих факторов, таких как: трение, коррозия, старение материалов, вибрация, флуктуации температуры и влажности, качество обслуживания и др. Рост физического износа приводит к увеличению вероятности аварийных отказов оборудования и к снижению качественных характеристик выпускаемой с помощью этого оборудования продукции, что ведет к уменьшению остаточного срока службы всего изделия или некоторых его узлов и деталей.

Различают следующие виды физического износа:

• механический износ, результатом которого является снижение точности (отклонение от параллельности и цилиндричности);
• абразивный износ - появление царапин и задиров на сопрягаемых поверх ностях;
• смятие, вызывающее отклонение от плоскостности;
• усталостный износ, ведущий к появлению трещин, излому деталей;
• заедание, которое проявляется в прилипании сопрягаемых поверхностей;
• коррозионный износ, проявляющийся в окислении изнашиваемой поверхности.

По причине, вызвавшей износ, физический износ бывает первого рода и второго рода.

Физическим износом первого рода называется износ, накопившийся в результате нормальной эксплуатации.

Физическим износом второго рода называется износ, возникающий вследствие стихийных бедствий, аварий, нарушений норм эксплуатации и т.д.

По времени протекания различают износ непрерывный и аварийный.

Непрерывным износом называется постепенное снижение технико-экономических показателей объекта при правильной, но длительной его эксплуатации. Один из видов непрерывного износа - механический износ узлов и деталей, влияющий в основном на движущиеся части машин и механизмов.

Аварийный износ по внешним причинам связан с ошибками персонала, резкими скачками питающих напряжений, несоответствием между требуемыми и имеющимися расходными материалами.

Скрытым износом называется износ, который непосредственно не влияет на технические параметры оборудования, но увеличивает вероятность аварийного износа.

По степени и характеру распространения различают глобальный и локальный виды износа.

Глобальным износом называется износ, распространяющийся на весь объект в целом.

Локальным износом называется износ, в разной степени поражающий различные узлы и детали объекта.

По технической возможности и экономической целесообразности восстановления утраченных потребительских свойств физический износ бывает устранимым и неустранимым.

Устранимый износ - износ, устранение которого физически возможно и экономически оправдано, т.е. износ, допускающий ремонт и восстановление объекта с технической точки зрения и оправданный с точки зрения экономической.

Неустранимый износ , т.е. износ, который невозможно устранить из-за конструктивных особенностей объекта или нецелесообразно устранять по экономическим соображениям, так как расходы на устранение (ремонт оборудования или замену деталей или узлов) превышают прирост стоимости соответствующего объекта.

По форме проявления физический износ бывает техническим и конструктивным.

Техническим износом называется снижение фактических значений технико-экономических параметров объекта по сравнению с нормативными, паспортными данными.

Конструктивным называется износ, под которым понимается ухудшение защитных свойств внешних покрытий.

Другим проявлением износа служит увеличение издержек на изготовление продукции в части материалов, энергии, а также расходов на техобслуживание и ремонт, значительно превышающих средний уровень затрат для аналогичного нового оборудования. Иногда с увеличением физического износа увеличения издержек не происходит и затраты остаются ниже среднего уровня. Подобная ситуация может указывать на наличие отложенного ремонта и увеличение скрытого износа.

Величина физического износа объекта в процессе эксплуатации зависит от множества факторов:

• степени загрузки объекта, продолжительности работы, интенсивности использования;
• качества объекта - совершенства конструкции, качества материалов и т.д.;
• особенностей технологического процесса, степени защиты объекта от внешней среды;
• условий эксплуатации - наличия пыли и абразивных загрязнений, повышенной влажности и т.д.;
• качества ухода;
• квалификации обслуживающего персонала.

В результате физического износа снижается производительность машин и оборудования. Это вызвано в первую очередь увеличением простоев, вызванных ремонтом и обслуживанием, уменьшающих полезный фонд рабочего времени. Кроме того, износ машины с некоторого момента времени начинает сказываться и на ряде технических параметров, что также снижает выработку. Например, у металлорежущего оборудования падает точность обработки, в результате требуются более частые проверки и подналадки, увеличивается выход бракованной продукции. По статистике производительность падает до 25% за 10 лет эксплуатации .

Величина физического износа зависит от срока службы и ресурса. Срок службы измеряется календарной продолжительностью эксплуатации машин и оборудования до наступления предельного состояния, а ресурс - наработкой. Для разных видов техники установлены нормативные сроки службы. Однако реальные сроки службы машин сильно варьируются, как отмечалось выше, из-за воздействия многих факторов: интенсивности и режима эксплуатации, наличия пиковых нагрузок, качества и периодичности технического обслуживания и ремонтов, состояния окружающей среды и т.д.

Оборудование с износом до 5% условно можно отнести к новому, т.к. в таком состоянии у него еще нет видимых дефектов и практически не изменены технические параметры. Со временем технические параметры начинают заметно ухудшаться, накапливаются видимые дефекты, оборудование начинает быстро дешеветь. Постепенно темп изменения стоимости оборудования падает, оно пригодно к дальнейшей эксплуатации, но требует ремонта или замены короткоживущих элементов уже на данной стадии эксплуатации. Такое положение сохраняется достаточно долго, но, начиная с какого-то момента, некоторые детали и узлы начинают выходить из строя, технические параметры оборудования резко ухудшаются, оно начинает резко дешеветь.

При переходе в стадию предельного износа изделие не способно выполнять целый ряд функций и в любой момент может полностью выйти из строя. В нормативно-технической документации для каждого вида машин и оборудования указывается критерий предельного состояния. Характерной особенностью данной стадии является экономическая нецелесообразность ремонта изделия в случае его выхода из строя. Эта стадия отсутствует у целого ряда изделий, например, ядерный реактор демонтируют, не доводя до предельного состояния.

Работоспособное состояние любой, даже очень старой машины, можно восстановить, поэтому такие машины можно эксплуатировать значительно дольше срока их экономической жизни, заменяя выходящие из строя детали и узлы новыми.

В какой-то момент времени машина ломается и больше не может выполнять своих функций, ее стоимость резко падает до некоторого уровня - утилизационной стоимости.

Процесс развития физического износа протекает неравномерно и соответственно неравномерно снижается стоимость объекта.

Технологические методы определения физического износа основаны на осмотре объектов оценки, испытании в различных режимах работы, измерении параметров и характеристик, оценке реального износа важнейших узлов, выявлении и оценке внешних и внутренних дефектов и потери товарной стоимости. При прямом определении износа производятся различные испытания его технических параметров, при этом могут измеряться как все значимые параметры функционирования изделия, так и только основные. Например, при испытаниях станков измеряются такие параметры, как минимальная и максимальная скорость оборотов шпинделя, максимальная мощность, расход электроэнергии, сила вибрации различных узлов при различных степенях загрузки, электрическое сопротивление силовых кабелей, а также измеряются все параметры изготовленного на данном станке тестового изделия.

Москва, "Русская оценка", Редактор В.П. Антонов

Лекция №3. Износ деталей оборудования. Виды износа.

Износ – постепенная поверхностная разрушение материала с изменением геометрических форм и свойств поверхностных слоев деталей.

Бывает износ:

Нормальный;
- аварийный.

В зависимости от причин износ делится на 3 категории:

1. химический;
2. физический;

3. тепловой

Нормальный износ – изменение размеров, происходящее в короткий срок из-за неправильного монтажа, эксплуатации и технического обслуживания.

Химический износ – заключается в образовании на поверхности деталей тончайших слоев окиси с последующим отшелушиванием этих слоев. Происходящие разрушения сопровождаются появлением ржавчины, разъедания метала.

Физический износ – причиной может быть:

Значительные нагрузки;

Поверхностное трение;

Абразивное и механическое воздействие.

И при этом на деталях появляется:

Микротрещины;

Трещины;

Поверхность метала становится шероховатая.

Физический износ бывает:

Осповидный;
- усталостный;
- абразивный;

Тепловой износ – характеризуется возникновением и последующим разрушением молекулярных связей внутри металла. Возникает из-за повышенной или пониженной температуры.

Причины, влияющие на износ:

1. Качество материала деталей.

Как правило для большинства деталей износоустойчивость тем выше, чем тверже их поверхность, но не всегда степень твердости прямо пропорциональна износоустойчивости

Материалы, обладающие только большой твердостью имеют высокую износоустойчивость. Однако при этом возрастает вероятность появления рисок и отрывов частиц материала. Поэтому такие детали должны обладать высокой вязкостью, которая препятствуют отрыву частиц. Если две детали из однородных материалов испытывают трение, то следовательно с повышением коэффициента трения они быстро изнашиваются, следовательно более дорогие и трудно заменяемые детали нужно изготовлять из более твердого, качественного и дорогого материала, а более дешевые простые детали изготавливать из материала с низким коэффициентом трения.

2. Качество обработки поверхности детали.

Установлено три периода износа детали:

Начальный период приработки – характеризуется быстрым увеличением зазора подвижных соединений;
- период установившегося износа – наблюдается медленное, постепенное изнашивание;

Период быстрого, нарастающего износа – вызываемый значительным повышением зазоров и изменением геометрических форм деталей.

Для повышения срока службы деталей необходимо:

Сократить максимально первый период, путем очень точной и чистой обработки деталей;

Повысить максимально второй период;

Предотвратить третий период.

3. Смазка.

Слой смазки, вводимой между трущимися деталями попадая, заполняет все шероховатости и неровности и уменьшает трение и износ во много раз.

4. Скорость движения деталей и удельное давление.

На основании опытных данных установлено, что при нормальных удельных нагрузках и скоростях движения от 0,05 до 0,7 разрыва масляного слоя не происходит и деталь работает долго. Если повысить нагрузку, то износ детали возрастет многократно.

5. Нарушение жесткости в неподвижных деталях.

6. Нарушение посадок.

7. Нарушение взаиморасположения деталей в сопряжениях.

Лекция 2. Виды износа. Смазочные материалы. Способы борьбы с износом

Технологические процессы, осуществляемые в химической промышленности, отличаются разнообразием параметров. Эксплуатационные условия оборудования определяются главным образом температурой, давлением и физико-химическими свойствами среды.

Под надежностью оборудования понимают полное соответствие его технологическому назначению в пределах заданных параметров работы.

Долговечность – продолжительность сохранения минимально допустимой надежности в условиях эксплуатации оборудования и принятой системой обслуживания (ухода и ремонта).

1.1. Основные виды износа

Уменьшение надежности и снижение долговечности оборудования обусловливаются ухудшением его состояния в результате физического или морального износа.

Под физическим износом следует понимать изменение формы, размеров, целостности и физико-механических свойств деталей и узлов, устанавливаемое визуально или путем измерений.

Моральный износ оборудования определяется степенью отставания его технического и конструктивного назначения от уровня передовой техники (низкая производительность, качество выпускаемой продукции, КПД и т. д.).

1.1.1. Механический износ

Механический износ может выражаться в поломке, поверхностном изнашивании и снижении механических свойств детали.

• Поломка

Полная поломка детали или появление на ней трещин является результатом превышения допустимых нагрузок. Иногда причина поломки кроется в несоблюдении технологии изготовления оборудования (некачественное литье, сварка и т. д.).

• Поверхностный износ

При любых условиях эксплуатации и ухода неизбежен поверхностный износ деталей, соприкасающихся с другими деталями или средами. Характер и величина износа зависят от различных факторов:

физико-механических свойств трущихся деталей и сред;

удельных нагрузок;

относительных скоростей движения и т. д.

• Износ под действием сил трения

Износ представляет собой постепенное разрушение поверхности материала, которое может сопровождаться отделением частиц от поверхности, переносом частиц одного тела на поверхность сопряженного тела, изменением геометрической формы трущихся поверхностей и свойств поверхностных слоев материала.

• Истирание

Истирание – это относительное движение прижатых друг к другу деталей. Трущиеся поверхности при любой обработке имеют шероховатость, т. е. выемки и бугорки. При взаимном движении бугорки сглаживаются. В результате постепенной приработки трущихся поверхностей работа трения уменьшится и износ прекратится. Поэтому очень важно соблюдать установленный режим обкатки нового оборудования.

Другой причиной истирания может быть молекулярное соприкосновение поверхностей на отдельных участках, при котором происходит их слияние приваркой. При относительном движении поверхностей места приварки разрушаются: множество частиц отрывается от поверхностей трения.

При трении поверхности деталей нагреваются. В результате этого аморфные слои приработанных поверхностей в определенных условиях размягчаются, переносятся на определенные расстояния и, попав во впадины, затвердевают.

• Задирание

Задирание – это образование довольно глубоких канавок на поверхности, что служит предпосылкой для дальнейшего интенсивного истирания. Установлено, что наиболее часты случаи задирания в трущихся парах, изготовленных из одинакового металла.

• Абразивное истирание

Кроме твердых частиц, образующихся при истирании, на трущиеся поверхности попадает множество мелких частиц в виде пыли, песка, окалины, нагара. Они заносятся вместе со смазкой или образуются при определенных условиях эксплуатации. Влияние этих частиц невелико, если размеры их меньше толщины слоя смазки.

• Деформация смятия и усталостное выкрашивание

При низком качестве обработки трущихся поверхностей фактическая площадь контакта намного меньше теоретической: детали соприкасаются только выступающими гребнями. При достижении предельного давления происходит деформация смятия участков, выступающих за среднюю поверхность контакта.

Частое изменение направления и величины нагрузки на трущиеся поверхности приводит к усталости металла, в результате чего с поверхностей отслаиваются отдельные частицы (усталостное выкрашивание).

1.1.2. Эрозионный износ

Многие среды, с которыми соприкасаются детали, содержат твердые частицы (соли, песок, кокс в потоках нефти; катализатор, асорбент и др.), которые вызывают абразивное истирание или стачивание. Аналогичный износ наблюдается при сильных и продолжительных ударах о поверхность жидких и паровых струй. Разрушение поверхности детали, происходящее под действием трения и удара со стороны рабочей среды, называют эрозионным износом .

1.1.3. Усталостный износ

Часты случаи, когда деталь, подвергающаяся переменным нагрузкам, ломается при напряжениях, значительно меньших, чем предел прочности материала детали. Полное или частичное разрушение детали под действием напряжений, величина которых меньше предела прочности, называют усталостным износом .

1.1.4. Коррозионный износ

Под коррозией понимают разрушение поверхности металла, являющееся следствием протекания химических или электрохимических процессов. Коррозия бывает сплошной, местной, межкристаллитной и селективной.

При сплошной коррозии поверхность детали изнашивается относительно равномерно. По степени равномерности коррозионного разрушения поверхностного слоя различают сплошную равномерную (см. рис. 2.1, а) и сплошную неравномерную (см. рис. 2.1, б).

При местной коррозии разрушение распространяется не по всей поверхности контакта со средой, а охватывает только отдельные участки поверхности и локализуется на них. При этом образуются кратеры и углубления, развитие которых может привести к появлению сквозных отверстий. Разновидностями местной коррозии являются: коррозия отдельными пятнами (см. рис. 2.1, в), язвенная (см. рис. 2.1, г), точечная (см. рис. 2.1, д).

Межкристаллитная (или интеркристаллитная) коррозия – разрушение металлов по границе зерен (рис. 2.1, е). Этот вид коррозии характерен для деталей, изготовленных из хромоникелевых сталей, медно-алюминиевых, магниево-алюминиевых и других сплавов.

Глубоко проникшую межкристаллитную коррозию называют транскристаллитной (рис. 2.1, ж).

Селективная (структурно-избирательная) коррозия заключается в разрушении одной или одновременно нескольких структурных составляющих металла (рис. 2.1, з).

Рис. 2.1. Характер и формы распространения коррозионного износа:
а – сплошной равномерный; б – сплошной неравномерный; в – местный;
г – язвенный; д – точечный; е – межкристаллитный; ж – транскристаллитный;
з – структурно-избирательный

По механизму действия различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия – разъедание металла химически активными веществами (кислотами, щелочами, растворами солей и др.).

Широко распространена электрохимическая коррозия, протекающая в водных растворах электролитов, в среде влажных газов и щелочей под действием электрического тока. При этом ионы металла переходят в раствор электролита.

Подземная (почвенная ) коррозия является результатом воздействия почвы на металл. В большинстве случаев она происходит при аэрации и носит местный характер. Разновидностью почвенной коррозии является биокоррозия (микробиологическая коррозия), вызываемая микроорганизмами. Чаще всего она появляется в земляном грунте, в канавах, в морском или речном иле.

Наружные поверхности оборудования, трубопроводов, металлоконструкций подвержены атмосферной коррозии, протекающей в присутствии избыточного количества кислорода при попеременном действии на металл влаги и сухого воздуха.

В химической аппаратуре возможна так называемая контактная коррозия. Она возникает на участке контакта двух различных или одинаковых металлов, находящихся в разных состояниях.

1.1.5. Тепловой износ

Значительная часть оборудования химических и нефтехимических заводов работает при высоких температурах. В этих условиях, находясь в напряженном состоянии, стальная конструкция с течением времени подвергается ползучести и релаксации.

Явление ползучести заключается с медленной пластической деформации конструктивного элемента под действием неизменной нагрузки. Если напряжения невелики, то рост деформации с течением времени может прекратиться. При больших напряжениях деформации могут возрастать до тех пор, пока изделие не разрушится.

Под релаксацией понимается самопроизвольное снижение напряжения в детали, при неизменной величине ее деформации, под действием высокой температуры. Релаксация может привести к разгерметизации оборудования и авариям.

Нарушение стабильности структуры при высоких температурах обусловлено графитизацией, сфероидизацией и межкристаллитной коррозией.

Процесс графитизации представляет собой разрушение карбида с образованием свободного графита, в результате чего снижается ударная вязкость металла. Графитизации подвержены серый чугун, углеродистые и молибденовые стали при температурах свыше 500 °С.

Сфероидизация существенно не влияет на прочность сталей. Она заключается в том, что пластинчатый перлит с течением времени принимает круглую зернистую форму.

1.2. Способы контроля и измерения величины износа

Для оценки коррозионного разрушения применяют качественный и количественный методы.

Качественный метод заключается в визуальном осмотре образца и рассмотрении его под микроскопом с целью проверки состояния поверхности, обнаружении продуктов коррозии на этих поверхностях или в среде, установлении изменения окраски и физико-химических свойств среды.

Количественный метод состоит в определении скорости коррозии и фактических механических характеристик металла.

Показателем величины коррозии служит глубина поражения металла в отдельных точках, определяемая с помощью специальных приборов. Характер коррозии и ее скорость определяют путем систематических осмотров и замеров, производимых периодически в течение всего срока службы оборудования. Однако такие периодические обследования требуют довольно частого отключения аппаратов, их подготовки и вскрытия, что уменьшает производительное время работы.

Поэтому предпочтение отдают методу непрерывного контроля с помощью зондов. Принцип работы зонда основан на контроле изменения электрического сопротивления образцов, изготовленных из того же материала, что и исследуемое оборудование. Образец определенных размеров и формы помещают внутри аппарата на тех участках, где изучение характера коррозии металла или агрессивных свойств среды представляют наибольший интерес. Показания всех зондов вынесены на один щит.

Труднее осуществить контроль за коррозионным разрушением неметаллических материалов. Механизм разрушения полимерных материалов отличается от коррозии металлов и изучен недостаточно. Трудность заключается в том, что полимер набухает в среде и быстро растворяется. Эти процессы за счет диффузии распространяются в глубь полимерного материала.

Наиболее простой и распространенный метод определения величины износа – микрометраж , т. е. измерение фактических размеров деталей с помощью разнообразных инструментов (штангенциркулей, микрометров, калибров, шаблонов и др.).

Для более точного определения суммарной величины износа пользуются методом, заключающимся в определении потери массы образцом в результате износа. При этом методе необходимы тщательная очистка и промывка деталей и высокочувствительные весы.

В некоторых случаях, когда требуется контролировать износ оборудования в процессе его работы (на ходу), пользуются интегральным методом , предусматривающим определение количества стали или чугуна, перешедшего в смазочное масло в результате износа поверхностей трения. Для этого берут пробу масла на химический анализ.

Кроме нормального износа, в практике нередки случаи так называемого катастрофического износа, протекающего весьма быстро, а иногда мгновенно (поломка). Возможность катастрофического износа следует устанавливать как можно скорее, чтобы предотвратить аварии. Для этого пользуются всеми возможными способами внешнего осмотра и проверкой на ощупь.

При внешнем осмотре проверяют правильность взаимного расположения деталей и узлов машины, плотность и прочность соединений, крепление к фундаменту и т. д. На ощупь определяют температуру трущихся деталей и вибрацию машины или отдельных ее узлов. Повышенная температура и недопустимая вибрация могут быть следствием усиленного износа.

Поломку движущихся деталей легко установить по стуку или шуму на слух или с помощью специального слухового прибора.

Износ является процессом случайным, т. к. зависит от большого количества факторов. Поэтому аналитическое описание износа выполняется по средним значениям показателей износа.

Скорость изнашивания – абсолютный износ детали во времени, выраженный в линейных, массовых или объемных единицах, и измеряется в мкм/ч, г/ч, мм 3 /ч соответственно.

Интенсивность изнашивания – это отношение абсолютного износа к пути скольжения (мкм/км, м/м).

Интенсивность линейного изнашивания определяется по уравнению

I h = h /L ,

где h – высота изношенного слоя;
L – длина пути трения.

Интенсивность массового изнашивания определяется по уравнению

I m = M /FL

где M – масса изношенного металла;
F – номинальная поверхность площади трения.

Зависимость между I h и I m определяется по формуле

I h = I m ρ,

где ρ – плотность металла.

При повышении температуры уменьшается твердость материала, и для описания интенсивности изнашивания от температуры используется уравнение

I = A exp(BT ),

где A , B – постоянные.

Для описания зависимости интенсивности изнашивания от давления P обычно применяется степенное уравнение

I = CP n ,

где C , n – постоянные.

Чистота обработки поверхностей определяет фактическую поверхность контакта трущихся деталей. Чистота обработки определяет в основном износ в период обкатки. На рис. 2.2 показано изменение шероховатости поверхности во времени при различной начальной чистоте обработки. Время τ 1 характеризует период приработки, т. е. когда наблюдается заметное изменение шероховатости. При τ >τ 1 наблюдается период установившегося износа.

Оптимальная шероховатость зависит от свойств материалов, формы деталей, условий работы пар трения и наличия смазки.

Характер износа деталей во времени представлен на рис. 2.3. Начальное значение зазора в соединении определяется конструкцией соединения. Кривая износа может быть разбита на следующие участки:

I – период приработки, характеризующийся повышенным износом вследствие быстрого разрушения микронеровностей;

II – период нормального износа, характеризующийся постоянной скоростью износа;

III – период аварийного износа, характеризующийся возрастанием скорости износа.

Зазор δ 2 , соответствующий переходу от периода нормального износа к аварийному износу, является предельно допустимым. Численные значения δ 2 приводятся в технических условиях на ремонт машины.

Из кривой износа следует, что скорость износа (тангенс угла наклона касательной к кривой износа) в период приработки уменьшается, в период нормальной эксплуатации остается постоянной, а при аварийном износе увеличивается. В общем виде уравнение износа будет иметь вид

Простейшая линейная зависимость имеет вид

где A , B – коэффициенты.

НАДЕЖНОСТЬ И РЕМОНТОПРИГОДНОСТЬ ОБОРУДОВАНИЯ

Любой аппарат после изготовления или ремонта должен отработать определенное время. Необходимость и частота ремонтов определяются его надежностью.

Надежность – свойство изделия выполнять свои функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени.

Работоспособность – состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Неработоспособность – состояние объекта, при котором значение хотя бы одного из заданных параметров не соответствует требованиям нормативно-технической документации.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого промежутка времени.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта.

Предельное состояние – это состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена из-за неустранимого нарушения требований безопасности.

Наработка – продолжительность или объем работы объекта.

Технический ресурс – наработка объекта от начала эксплуатации или ее возобновления после капитального ремонта до наступления предельного состояния.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения его отказов и устранению их последствий путем проведения ремонтов.

Ремонтируемый объект – это объект, исправность и работоспособность которого в случае возникновения отказа или повреждения подлежит восстановлению.

Неремонтируемый объект – это объект, исправность и работоспособность которого в случае возникновения отказа или повреждения не подлежит восстановлению.

Приведенные определения показывают, что надежность оборудования зависит от качества технического обслуживания и ремонтов. Наиболее важное значение вопросы надежности должны иметь при разработке нового оборудования. В химической промышленности большая роль в повышении надежности отводится ремонтным службам.

Выход деталей из строя чаще всего происходит не из-за недостаточной прочности, а вследствие износа рабочих поверхностей.

Вторичный ресурс , т. е. ресурс, приобретаемый после первого капитального ремонта, не всегда равен первичному ресурсу новой машины. В машине как бы накапливается усталость или старение, не устраняемые при капитальном ремонте. Однако основной причиной низкого вторичного ресурса является более низкое качество ремонтных работ по сравнению с качеством работ, проводимых при изготовлении машины на специализированном машиностроительном заводе.

Количественные показатели надежности выражаются в виде каких-либо абсолютных или относительных величин. Точно измерить или предсказать надежность нельзя; ее можно только приближенно оценить путем специально организованных испытаний или сбора эксплуатационных данных.

Показателем надежности является также интенсивность отказов λ – количество отказов оборудования в единицу времени, отнесенное к количеству эксплуатируемого однотипного оборудования.

В соответствии с физической картиной износа строится кривая интенсивности отказов детали (рис. 2.4). Участок I характеризует изменение интенсивности отказов в период приработки, участок II – интенсивность отказов в период нормальной работы, участок III – изменение интенсивности отказов в период повышенного износа.

Рис. 2.4. Кривая интенсивности внезапных отказов λ детали

Возможные виды отказов:

1. Отказы в ранний период эксплуатации машины. Приработочные отказы являются следствием несовершенства технологии изготовления деталей или некачественной сборки и контроля.

2. Внезапные отказы – имеют место при внезапной концентрации нагрузки, превышающей расчетную. Они возникают случайно, и предсказать их появление невозможно, но определить вероятность случайных отказов можно.

3. Отказы, вызываемые износом деталей, являются результатом старения машины. Средством их предотвращения служат своевременные осмотры, смазка, ремонт и замена изношенных деталей.

Ремонтопригодность характеризуется приспособленностью машины к выявлению повреждений, ремонтодоступностью и ремонтоспособностью.

Приспособленность к определению повреждений, к диагностике технического состояния без разборки машины зависит от конструкции, наличия предохранительных, сигнальных, измерительных устройств и открытых для обозрения узлов.

Ремонтодоступность оценивается легкостью доступа к узлам и отдельным деталям для осмотра и ремонта и зависит от наличия открываемых люков и крышек.

Ремонтоспособность определяется способностью машины к замене деталей и способностью деталей к восстановлению.

Количественно ремонтопригодность характеризуется долей времени исправной работы аппарата:

где T б – продолжительность безотказной работы;
T р – продолжительность простоя на ремонте;
T о – время, затраченное на техническое обслуживание.

Основные требования к ремонтопригодности оборудования можно разделить на две группы.

К 1-й группе относятся требования, обеспечивающие ремонтопригодность оборудования при осмотре и ремонте на месте:

а) свободный доступ к узлам и деталям, подлежащим осмотру, регулировке или замене;

б) быстрая замена изнашивающихся деталей;

в) наладка взаимодействия узлов и деталей, нарушенного в процессе работы;

г) проверка качества смазки, ее замена или пополнение на месте работы оборудования;

д) быстрое определение причин аварий и отказов в работе оборудования и их устранение.

Ко 2-й группе относятся требования, обеспечивающие ремонтопригодность при ремонте в РМЦ предприятий:

а) простота разборки и сборки узлов, а также комплексов;

б) применение простых средств механизации на операциях разборки и сборки;

в) максимальная возможность восстановления номинальных размеров изнашивающихся элементов;

г) простота проверки состояния деталей и узлов после стендовых испытаний;

д) возможность проверки взаимодействия всех частей оборудования после ремонта.

При работе любого производственного оборудования происходят процессы, связанные с постепенным снижением его рабочих характеристик и изменением свойств деталей и узлов. Накапливаясь, они могут привести к полной остановке и серьезной поломке. Чтобы избежать негативных экономических последствий, предприятия организуют у себя процесс управления износом и своевременного обновления основных фондов.

Определение износа

Износом, или старением, называют постепенное снижение эксплуатационных характеристик изделий, узлов или оборудования в результате изменения их формы, размеров или физико-химических свойств. Эти изменения возникают постепенно и накапливаются в ходе эксплуатации. Существует много факторов, определяющих скорость старения. Негативно сказываются:

• трение;
• статические, импульсные или периодические механические нагрузки;
• температурный режим, особенно экстремальный.

Замедляют старение следующие факторы:

• конструктивные решения;
• применение современных и качественных смазочных материалов;
• соблюдение условий эксплуатации;
• своевременное техническое обслуживание, планово–предупредительные ремонты.

Вследствие снижения эксплуатационных характеристик снижается также и потребительская стоимость изделий.

Виды износа

Скорость и степень изнашивания определяется условиями трения, нагрузками, свойствами материалов и конструктивными особенностями изделий.

В зависимости от характера внешних воздействий на материалы изделия различают следующие основные виды износа:

• абразивный вид — повреждение поверхности мелкими частицами других материалов;
• кавитационный, вызываемый взрывным схлопыванием газовых пузырьков в жидкой среде;
• адгезионный вид;
• окислительный вид, вызываемый химическими реакциями;
• тепловой вид;
• усталостный вид, вызванный изменениями структуры материала.

Некоторые виды старения разбиваются на подвиды, как, например, абразивный.

Абразивный

Заключается в разрушении поверхностного слоя материала в ходе контакта с более твердыми частицами других материалов. Характерен для механизмов, работающих в условиях запыленности:

• горное оборудование;
• транспорт, дорожно-строительные механизмы;
• сельскохозяйственные машины;
• строительство и производство стройматериалов.

Противодействовать ему можно, применяя специальные упрочненные покрытия для трущихся пар, а также своевременно меняя смазку.

Газоабразивный

Данный подвид абразивного изнашивания отличается от него тем, что твердые абразивные частицы перемещаются в газовом потоке. Материал поверхности крошится, срезается, деформируется. Встречается в таком оборудовании, как:

• пневмопроводы;
• лопасти вентиляторов и насосов для перекачки загрязненных газов;
• узлы доменных установок;
• компоненты твердотопливных турбореактивных двигателей.

Зачастую газоабразивное воздействие сочетается с присутствием высоких температур и плазменных потоков.

Скачать ГОСТ 27674-88

Гидроабразивный

Воздействие аналогично предыдущему, но роль носителя абразива выполняет не газовая среда, а поток жидкости.

Такому воздействию подвержены:

• гидротранспортные системы;
• узлы турбин ГЭС;
• компоненты намывочного оборудования;
• горная техника, применяемая для промывки руды.

Иногда гидроабразивные процессы усугубляются воздействием агрессивной жидкой среды.

Кавитационный

Перепады давления в жидкостном потоке, обтекающем конструкции, приводят к возникновению газовых пузырьков в зоне относительного разрежения и их последующему взрывному схлопыванию с образование ударной волны. Эта ударная волна и является основным действующим фактором кавитационного разрушения поверхностей. Такое разрушение встречается на гребных винтах больших и малых судов, в гидротурбинном и технологическом оборудовании. Усложнять ситуацию могут воздействие агрессивной жидкой среды и наличие в ней абразивной взвеси.

Адгезионный

При продолжительном трении, сопровождающимся пластическими деформациями участников трущейся пары, происходит периодическое сближение участков поверхности на расстояние, позволяющее силам межатомного взаимодействия проявить себя. Начинает взаимопроникновение атомов вещества одной детали в кристаллические структуры другой. Неоднократное возникновение адгезионных связей и их прерывание приводят к отделению поверхностных зон от детали. Адгезионному старению подвержены нагруженные трущиеся пары: подшипники, валы, оси, вкладыши скольжения.

Тепловой

Тепловой вид старения заключается в разрушении поверхностного слоя материала или в изменении свойств глубинных его слоев под воздействием постоянного или периодического нагрева элементов конструкции до температуры пластичности. Повреждения выражаются в смятии, оплавлении и изменении формы детали. Характерен для высоконагруженных узлов тяжелого оборудования, валков прокатных станов, машин горячей штамповки. Может встречаться и в других механизмах при нарушении проектных условий смазки или охлаждения.

Усталостный

Связан с явлением усталости металла под переменными или статическими механическими нагрузками. Напряжения сдвигового типа приводят к развитию в материалах деталей трещин, вызывающих снижение прочности. Трещины приповерхностного слоя растут, объединяются и пресекаются друг с другом. Это приводит к эрозии мелких чешуеобразным фрагментов. Со временем такой износ может привести к разрушению детали. Встречается в узлах транспортных систем, рельсах, колесных парах, горных машинах, строительных конструкциях и т.п.

Фреттинговый

Фреттинг — явление микроразрушения деталей, находящихся в тесном контакте в условиях вибрации малой амплитуды — от сотых долей микрона. Такие нагрузки характерны для заклепок, резьбовых соединений, шпонок, шлицев и штифтов, соединяющих детали механизмов. По мере нарастания фреттингового старения и отслоения частичек металла последние выступают в роли абразива, усугубляя процесс.

Существуют и другие, менее распространенные специфические виды старения.

Типы износа

Классификация видов износа с точки зрения вызывающих его физических явлений в микромире, дополняется систематизацией по макроскопическим последствиям для экономики и ее субъектов.

В бухгалтерском учете и финансовой аналитике понятие износа, отражающее физическую сторону явлений, тесно связано с экономическим понятием амортизации оборудования. Амортизация означает как снижение стоимости оборудования по мере его старения, так и отнесение части этого снижения на стоимость производимой продукции. Это делается с целью аккумулирования на специальных амортизационных счетах средств для закупки нового оборудования или частичного усовершенствования его.

В зависимости от причин и последствий различают физический, функциональный и экономический.

Физический износ

Здесь подразумевается непосредственная утрата проектных свойств и характеристик единицы оборудования в ходе ее использования. Такая утрата может быть либо полной, либо частичной. В случае частичного износа оборудование подвергается восстановительный ремонт, возвращающий свойства и характеристики единицы на первоначальный (или другой, заранее оговоренный) уровень. При полном износе оборудование подлежит списанию и демонтажу.

Кроме степени, физический износ также разделяется на рода:

• Первый. Оборудование изнашивается в ходе планового использования с соблюдением всех норм и правил, установленных изготовителем.
• Второй. Изменение свойств обусловлено неправильной эксплуатацией либо факторами непреодолимой силы.
• Аварийный. Скрытое изменение свойств приводит к внезапному аварийному выходу из строя.

Перечисленные разновидности применимы не только к оборудованию в целом, но и к отдельным его деталям и узлам

Данный тип является отражением процесса морального устаревания основных фондов. Этот процесс заключается в появлении на рынке однотипного, но более производительного, экономичного и безопасного оборудования. Станок или установка физически еще вполне исправна и может выпускать продукцию, но применение новых технологий или более совершенных моделей, появляющихся на рынке, делает использование устаревших экономически невыгодным. Функциональный износ может быть:

• Частичным. Станок невыгоден для законченного производственного цикла, но вполне пригоден для выполнения некоторого ограниченного набора операций.
• Полным. Любое использование приводит к причинению убытков. Единица подлежит списанию и демонтажу

Функциональный износ также подразделяют по вызвавшим его факторам:

• Моральный. Доступность технологически идентичных, но более совершенных моделей.
• Технологический. Разработка принципиально новых технологий для выпуска такого же вида продукции. Приводит к необходимости перестройки всей технологической цепочки с полным или частичным обновлением состава основных средств.

В случае появления новой технологии, как правило, состав оборудования сокращается, а трудоемкость падает.

Кроме физических, временных и природных факторов на сохранность характеристик оборудования оказывают опосредованное влияние и экономические факторы:

• Падение спроса на выпускаемые товары.
• Инфляционные процессы. Цены на сырье, комплектующие и трудовые ресурсы растут, в то же время пропорционального роста цен на продукцию предприятия не происходит.
• Ценовое давление конкурентов.
• Рост стоимости кредитных услуг, используемых для операционной деятельности или для обновления основных фондов.
• Внеинфляционные колебания цен на рынках сырья.
• Законодательные ограничения на применение оборудования, не отвечающего стандартам по охране окружающей среды.

Экономическому старению и утрате потребительских качеств подвержена как недвижимость, так и производственные группы основных фондов. На каждом предприятии ведутся реестры основных фондов, в которых учитывается их износ и ход амортизационных накоплений.

Основные причины и способы как определить износ

Чтобы определить степень и причины износа, на каждом предприятии создается и действует комиссия по основным фондам. Износ оборудования определяется одним из следующих способов:

• Наблюдение. Включает в себя визуальный осмотр и комплексы измерений и испытаний.
• По сроку эксплуатации. Определяется как отношение фактического срока использования к нормативному. Значение этого отношения принимается за величину износа в процентном выражении.
• укрупненная оценка состояния объекта производится с помощью специальных метрик и шкал.
• Прямое измерение в деньгах. Сопоставляется стоимость приобретения новой аналогичной единицы основных средств и расходы на восстановительный ремонт.
• доходность дальнейшего использования. Оценивается снижение дохода с учетом всех издержек по восстановлению свойств по сравнению с теоретическим доходом.

Какую из методик применять в каждом конкретном случае — решает комиссия по основным средствам, руководствуясь нормативными документами и доступностью исходной информации.

Способы учета

Амортизационные отчисления, призванные компенсировать процессы старения оборудования, также допустимо определять по нескольким методикам:

• линейный, или пропорциональный расчет;
• способ уменьшаемого остатка;
• по суммарному сроку производственного применения;
• в соответствии с объемом выпущенной продукции.

Выбор методики осуществляется при создании или глубокой реорганизации предприятия и закрепляется в его учетной политике.

Эксплуатация оборудования в соответствии с правилами и нормативами, своевременные и достаточные отчисления в амортизационные фонды позволяют предприятиям сохранять технологическую и экономическую эффективность на конкурентоспособном уровне и радовать своих потребителей качественными товарами по разумным ценам.

В руководящих документах, регламентирующих деятельность бухгалтерии, приводится основные средства. Оформить выбытие дорогостоящего оборудования, транспорта или сложных систем невозможно без систематического начисления износа. По этому параметру определяются сроки полезного использования агрегата, и планируется его замена. Нередко ввиду ограниченности бюджета, предприятия оставляют основные средства в эксплуатационном фонде. Правда, это не гарантирует качество исполнения и главное, безопасность работы на таком оборудовании.

Под износом основных средств понимают степень утраты дорогостоящими средствами, которые числятся за организацией, своей стоимости и потребительских свойств. Сущность начисления степени изнашиваемости заключается в перманентном уменьшении цены товара в соответствии с фактическим сроком применения. При этом следует различать, что износ как таковой должен сопровождаться непосредственной эксплуатацией фондов.

Если проходит время, цена снижается, а стоит, это не что иное, как моральное устаревание.

На физический или материальный износ оказывают влияние следующие факторы:

• Объем загрузки фондов, которые непосредственно участвуют в производственном процессе
• Особенности технологий (технологического процесса), которые применяются на конкретном производстве
• Имеющаяся квалификация оператора оборудования, а также его личное отношение к вверенному имуществу
• Качество станков или транспорта, которые введены в эксплуатацию
• Иные параметры, такие как условия хранения, техническое обслуживание и уход за основными фондами

Под моральным износом понимается не только устаревание уже имеющихся мощностей, но и степень влияния, которую оказывают результаты внедрения новых, более прогрессивных фондов. В последнем случае меры являются более чем оправданными, что подтверждается вполне реальным экономическим эффектом.

Примером такого внедрения является приобретение оборудования, которое в отличие от старого аналога, оснащено дополнительными функциями. Обычно среди таких возможностей высоко ценятся инструменты, за счет которых уменьшается ручной труд (происходит ).

В практике хозяйствующих субъектов используется понятие устранимого и неустранимого износа. Устранимые технические недостатки позволяют продлить срок использования оборудования за счет затрат на восстановление. К таким действиям относятся возвращение эксплуатационных свойств газовым счетчикам, сантехническому оборудованию или агрегатам в целом. При этом учитывается такой параметр как величина дополнительно приобретенной стоимости. Если эта величина больше допустимого бюджета на ремонт основных фондов, износ считается устранимым.

Как рассчитать сумму износа

Для того чтобы подсчитать уменьшение потребительских свойств объекта, используют несколько способов. Все они являются общепринятыми, но выбор конкретного может основываться исключительно на экономической выгоде, которую преследует предприятие.

Самым сложным при исчислении учета является восстановление учетных данных. Так, если нет необходимых сведений, будет необходим комплексный подход:

Как рассчитывается износ автомобиля

В результате дорожно-транспортного происшествия автомобиль неизбежно теряет свой внешний вид, товарную стоимость. С одной стороны, владельцу машины нет необходимости в проведении специальных мероприятий по . За ремонт с него возьмут столько, сколько потребуется. При этом замена деталей, как правило, происходит на новые аналоги или на бывшие в употреблении с согласия собственника.

Необходимость проведения расчетов об оценке степени износа возникает тогда, когда человек обращается за страховой премией к своему страховщику. Согласно действующему договору, человеку будет компенсирована стоимость выполнения восстановительных работ и цена запасных частей с учетом износа. Если в первом случае гражданин может рассчитывать на применение актуальных расценок, то во втором случае практически всегда возникает большое количество споров.

С 2010 года в Российской Федерации действует документ, к положениям которого обращаются эксперты независимых агентств, представители страховых компаний и сами владельцы транспортных средств. Подсчет материального ущерба в соответствии с Постановлением Правительства подразумевает определение справедливой стоимости запасных частей с учетом их амортизации.

Каждая из сторон конфликта может по-разному трактовать этот документ, но факт остается фактом: граждане по нему сверяют свои потери. достаточно сложные, но в любом случае они позволяют прояснить ситуацию. В особую группу выделяются запасные части на автомобиль, которые оказывают непосредственное влияние на безопасное вождение.

Например, для износа кузова транспортного средства используются такие параметры как возраст, гарантия производителя от сквозной коррозии. Для вычисления амортизации шины машины берутся такие исходные данные как высота рисунка нового изделия и фактическая, параметр минимально допустимой высоты. Дополнительный коэффициент, который корректирует степень износа – возрастной фактор. Так, если шина эксплуатируется больше трех, но менее 5 лет, применяется дефлятор 15%. Для более старых элементов с возрастом более пяти лет сумма корректируется на 25%.

Изучая тенденции установления показателей износа отмечается, что занижение коэффициентов происходит по самым продаваемым в России маркам авто. Согласно расчетным данным, средняя амортизация отечественного автомобиля составляет 5-6% в год. Получается, что через 20 лет оформлять страховку особого смысла нет, так как страховая заплатит разве что за ремонт, но не за детали.

Данный вопрос был решен законодателем лишь в 2014 году. Согласно положению Центрального банка РФ, максимальная степень износа для авто не может превышать 50%.

И все-таки исчисление износа лучше всего оставлять для работы экспертам. Специалисты учитывают три этапа, по которым происходит устаревание детали. Первый – это приработка смежных деталей в результате трения. Второй этап считается нормальным периодом эксплуатации. Третий период считается временем критического (полного) износа, при котором автомобиль или отдельный его узел становятся аварийными.

Как уменьшить износ

Говоря о физическом износе отдельных узлов, механизмов и деталей авто, подразумевают трение. Это основная причина, по которой происходит изнашивание изделий, что неизбежно приводит к необходимости его замены.

Самый распространенный способ борьбы с таким явлением, как трение, является применение присадок, специальных составов, масла и прочих веществ. Нередко такие материалы называют кондиционером металла. В некоторых случаях замена масла дает ожидаемый эффект – владелец машины реже тратится на приобретение запчастей. Опытные водители обычно стараются приобретать проверенные временем товары, в составе которых нет твердых частиц или соединений.

Особое внимание следует обращать на необходимость проведения технического обслуживания. Принцип уменьшения износа ведущих механизмов автомобиля достаточно прост: если своевременно менять отслужившие детали, это предупредит выход из строя более серьезных агрегатов.

На первом месте среди ведущих узлов находится кузов. Он не только обеспечивает защиту внутренних механизмов, водителя и пассажиров от атмосферных осадков, но и является основой для крепления и сборки всего автомобиля. Уменьшить износ кузова можно за счет перманентного наблюдения за поверхностью лакокрасочного покрытия. При обнаружении дефектов следует сразу же принять меры к устранению (грунтование и покраска).

Для определения неустранимого износа используют величину стоимости, на которую уменьшается цена объекта по причинно-следственной связи с его . При изучении качества фондов может обнаруживаться как излишек, так и недостаток полезных свойств. Определение амортизации в этом случае основывается на подсчете капитализируемых потерь.

Напишите свой вопрос в форму ниже