Полученные значения средних времен простоя регуляторов из-за отказов отдельных устройств колеблются от 6 до 20 ч. тем самым значительно превышая средние времена восстановления. У ряда уст ройств устранение большей части отказов производится заменой это
го устройства на |
исправное, причем |
такая |
замена может |
быть про |
ГЦ. Ьосст |
ведена |
в любое |
время |
суток. |
Среднее |
время простоя регуляторов из-за отказа |
0,03 |
|
таких устройств |
(например, |
магнитных |
|
|
пускателей, электродвигателей) |
|
наимень |
|
|
шее. У иных устройств устранение боль |
|
|
шей части отказов может быть произве |
|
|
дено только в одну определенную смену |
0,02 |
|
рабочих |
дней. |
Среднее |
время |
простоя |
|
регулятора из-за отказа этих устройств |
|
|
|
|
(например, импульсных линий, редукто |
|
|
ров электрических |
исполнительных меха |
|
|
низмов) |
больше. |
|
|
|
|
УШЛЛ |
ч |
\ |
|
|
|
|
|
|
0,0) |
|
|
|
|
|
|
|
|
U0 60 80 WO I2Q IUUMUH
Рис. 17-7. Гистограмма времени |
восстановления авто |
матических регуляторов ЭАУС. |
|
|
|
/ — логарифмически нормальное |
распределение; |
2 — экс |
поненциальное распределение; 3 — распределение |
Эрланга. |
В заключение следует отметить, что при эксплуатации |
регулято |
ров устранение части отказов производится однократным |
восстанов |
лением, после чего регулятор полностью работоспособен. Такие от казы и восстановления будем называть однократными. В остальных случаях вследствие некачественного восстановления работоспособ ности регулятора в скором времени после отказа и восстановления возникает повторный отказ, после чего следует повторное восстанов ление. Если оно снова не привело к полному восстановлению рабо тоспособности, то вскоре опять возникает отказ и т. д. Такие отказк и восстановления будем называть многократными. Их появление объ ясняется следующими основными причинами:
неправильным определением места отказа; недостаточной квалификацией обслуживающего персонала, не
хваткой у него времени; невозможностью полного устранения отказа в период работы аг
регата вплоть до его ближайшей остановки. Принимаемые персона лом меры по устранению отказа (обычно типа корректировок) иног да являются временными, способными обеспечить работу регулятора лишь на ограниченный интервал времени.
Анализ потоков отказов и определение оценок показателей на дежности проводились по однократным отказам и восстановлениям. Очевидно, что наличие многократных отказов вследствие появления
«скоплений» отказов во времени повышает дисперсию числа |
отказов |
и увеличивает отличие потока от простейшего. Однократные |
отказы |
35* |
555 |
составили 80% числа всех отказов. Остальные отказы были много кратными: 13% всех отказов полностью устранялись после двух
|
|
|
|
|
восстановлений; 3,8%—после |
трех |
восстановлений; |
0,8% — после |
пяти восстановлений; 0,6% — после |
шести восстановлений и, нако |
нец, 0,8% — после семи и более |
восстановлений. |
|
17-5. ХАРАКТЕРИСТИКИ НАДЕЖНОСТИ РЕГУЛЯТОРОВ |
|
ЗАВОДА «ТЕПЛОПРИБОР» |
|
|
|
Характеристики |
надежности |
регуляторов и |
входящих |
в них устройств |
были определены экспериментально, по |
результатам испытаний надежности в условиях нормаль
|
|
|
|
|
|
|
|
ной эксплуатации |
(т. е. при наличии |
планово-профилак |
тических работ и текущих ремонтов) |
на |
металлургиче |
ских |
комбинатах. |
Все регуляторы |
были |
установлены |
в термических цехах |
с весьма |
тяжелыми |
условиями ра |
боты |
(высокой |
окружающей |
температурой, |
запылен |
ностью, вибрацией) |
и предназначались для |
регулирова |
ния |
температуры. |
|
|
|
|
|
Сбор и обработка статистических данных производи лись по приведенной в [Л. 37] методике. Источниками информации были эксплуатационные журналы, ведущие ся обслуживающим персоналом, и результаты специаль но проведенных испытаний. Наименование, типы, сум марная наработка и показатели безотказности (по вне запным отказам) устройств, входящих в эти регуляторы, указаны в табл. 17-3.
Электронные автоматические потенциометры ЭП-120, входящие в регулятор, предназначались для преобразования сигналов с выхода пирометра или термопары в пропорциональное перемещение реохорда, задающего сигнал на вход устройства ИР-130. В электронном усили
теле основной причиной отказов были выходы |
из |
строя |
электрон |
ных л а м п — 1 8 % всех |
отказов потенциометра, |
16% |
отказов — из-за |
загрязнения |
реохорда, |
2 2 % — и з - з а загрязнения |
контактов |
узла нор |
мализации; |
11% отказов потенциометра связано с узлом регистрации. |
В регулирующих устройствах ИР-130 основным источником от казов являлись контакты реле (507о всех отказов) и реостатные датчики измерительного моста (22%). Отказы электронных ламп составили 8%, электродвигателя Д-32, отрабатывающего И-состав- ляющую закона регулирования, 15%.
Основной причиной отказов исполнительных механизмов явились механические повреждения или разрегулировка концевых выключа телей (49%). Значительная часть этих отказов привела к сгоранию электродвигателей. Другими существенными причинами отказов яви лись повреждение изоляции электродвигателей (31%) и заедание или поломка шестерен редуктора (9%) . Остальные отказы исполни тельных механизмов происходили из-за заклинивания тормоза, поло мок муфты, нарушения контактов в реостате и т. д.
Доля корректировок у регуляторов равна примерно 10% внезап-
Т а б л и ц а |
17-3 |
Показатели |
безотказности (по внезапным отказам) устройств, |
в х о д я щ и х в регуляторы «Теплоприбор»
Наименование |
Тип |
устройства |
устройства |
Термопара ХА
Радиационный РП пирометр
о
\ о
га
рная Х10
S I P N
Я > *
U>,Ига
21,5
3,13
|
|
Оценка |
|
|
|
с |
|
интенсивно |
Я |
|
|
|
сти потока |
Н |
|
|
ta |
|
1/4 х ю - 6 |
О |
|
|
° |
|
|
|
си |
о |
|
|
|
|
|
г* |
И |
|
|
Е- |
|
|
3 |
к п |
|
о |
-
|
|
~ кгад: Is » |
|
исло
|
очеч
|
ая и
|
к і |
к я |
|
|
|
s - g g g . |
О |
я |
} ~ |
|
|
|
|
|
g o |
|
. |
|
|
|
|
|
Я « |
о |
88 |
|
4 |
|
5 |
24 400 |
39 |
12 |
|
15 |
8 050 |
Электронный |
по |
|
ЭП-120 |
6,12 |
283 |
46 |
50 |
2 160 |
тенциометр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Регулирующее |
|
|
ИР-130 |
5,73 |
142 |
25 |
27 |
4 020 |
устройство |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнительные |
|
ИМ-2/120 |
23,55 |
432 |
18 |
20 |
5440 |
механизмы |
|
|
|
|
|
ИМ-6/120 |
2,98 |
82 |
27 |
31 |
3 640 |
Регулирующий |
|
|
|
— |
|
23,4 |
122 |
5 |
6 |
19 100 |
орган |
|
с |
соедини |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тельной |
штангой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Электрические со |
|
|
— |
|
27,8 |
255 |
9 |
10 |
10 900 |
единительные |
ли |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ных отказов, т. е. значитель |
|
- Ф(Г)] |
|
|
|
|
M[N(TJj |
|
|
|
но меньше, |
чем |
у |
рассмот |
|
|
|
|
|
ренных |
выше |
ранее |
элект |
|
|
|
|
|
ронных |
регуляторов |
ЭАУС, |
|
|
|
|
|
эксплуатирующихся |
|
на |
теп |
|
|
|
|
|
ловых электростанциях. Ин |
|
|
|
|
|
тенсивность |
|
потока |
кор |
|
|
|
|
|
ректировок |
у |
рассмотрен |
Кн(Т), |
|
|
|
|
ных |
|
регуляторов |
|
равна |
1/сутки |
|
|
|
|
1 3 - Ю - 5 |
1/ч. |
|
|
|
|
|
|
|
0,20 |
|
|
|
|
Приведем |
|
характерис |
|
|
|
|
|
тики |
суммарного |
потока |
от |
|
|
|
|
|
казов |
регуляторов, |
установ |
|
|
|
|
|
ленных на одном из метал |
|
|
|
|
|
лургических |
комбинатов |
(в |
|
|
|
|
|
число |
|
рассмотренной аппа |
|
10 |
15 20 |
25 30 35 |
ратуры |
входили |
96 |
термо |
|
пар, |
14 пирометров, |
|
ПО ис |
|
Сутки |
|
|
|
Рис. 17-8. Характеристики |
потока |
полнительных |
механизмов |
и |
регулирующих |
органов, |
|
14 |
отказов |
регуляторов |
завода |
«Теп |
устройств |
ИР-130, |
а |
также |
лоприбор». |
|
|
|
Показатели ремонтопригодности устройств, входящих в регуляторы «Теплоприбор»
|
|
|
Оценки среднего времени |
|
|
|
восстановления, |
мин |
Наименование |
|
Тип |
|
Доверительные |
устройства |
|
устройства |
Точечная |
границы |
|
|
|
|
|
|
|
|
'восст.ср |
нижняя |
верхняя |
|
|
|
|
|
|
|
|
'восст.н |
'восст.в |
Регулирующее |
устрой |
ИР-130 |
44 |
30 |
58 |
ство |
|
ИМ-2/120 |
25 |
23 |
27 |
Исполнительные |
меха |
низмы |
|
ИМ-6/120 |
54 |
49 |
59 |
Электрические |
соеди |
— |
25 |
16 |
34 |
нительные линии |
|
|
|
|
|
96 регулирующих милливольтметров МРЩПр - 54) . Анализ потока по казал, что хорошее совпадение с результатами эксперимента дает модель потока со случайной интенсивностью U(t).
Примем, что U(t) — некоторый стационарный нормальный слу чайный процесс с математическим ожиданием ти, корреляционной функцией
К и ( 0 |
= о в е - т " 1 |
(17-32) |
и причем такой, что каждая |
реализация u(t) |
этого процесса явля |
ется интенсивностью некоторого неоднородного пуассоновского по
тока. [В выражении (17-32) аи |
и |
Y — параметры |
корреляционной |
функции.] |
|
|
|
дисперсия D[N(t)] |
|
В этом случае |
согласно |
[Л. 36] |
числа отказов |
N(x) на интервале |
времени |
[0, т] |
равна: |
|
К
D [N (т)] = та |
т + — {ух + |
e - ^ - l ) , |
|
V |
|
а отношение дисперсии числа отказов к их |
среднему числу (индекс |
разброса) |
|
|
К
6 « ( т ) = 1 + — ^ - ( у т + в - т т - 1 ) .
титу*
На рис. 17-8 приведены зависимости математического ожидания M[N(T)], дисперсии числа отказов D[N(x)], корреляционной функ ции Ки(г) и индекса разброса б2 (т) от величины отрезка времени т, причем
|
2о-2 |
l i m б 2 ( т ) = 1 + |
. |
т<-°° |
ут„ |
Как |
следует |
из статистической |
обработки экспериментальных |
данных |
о потоке, |
lim 6 2 (т) =2,73, что |
соответствует доверительной |
Т->-оо
границе, приведенной в табл. 17-3 и определенной по соотношению (17-11) при доверительной вероятности 1—<? = 0,8.
Показатели ремонтопригодности некоторых устройств приведены в табл. 17-4. Оценки этих показателей опреде лялись по приведенным в § 17-2 соотношениям; довери тельная вероятность равна 0,8.
Время восстановления регуляторов в целом и его от дельных устройств подчиняется логарифмически нор мальному закону с плотностью, определяемой по (17-31).
17-6. ХАРАКТЕРИСТИКИ Н А Д Е Ж Н О С Т И Г И Д Р А В Л И Ч Е С К И Х РЕГУЛЯТОРОВ
К настоящему времени определены характеристики на дежности лишь гидравлических регуляторов, ранее выпу скавшихся заводом КИП. Приняв во внимание близость принципиальных схем, конструкции и технических харак теристик регуляторов заводов «Теплоавтомат» и КИП *, рассмотрим характеристики надежности регуляторов за вода КИП по результатам исследования эксплуатацион ной надежности на нескольких предприятиях черной ме таллургии. Регуляторы работали в И-режиме, предназна
чались для регулирования давления |
и |
соотношения |
и имели мембранные датчики. |
|
|
|
Наименование, суммарная наработка и показатели |
безотказности |
устройств, входящих |
в |
эти |
регуляторы, |
указаны в табл. 17-5. |
|
|
|
Оценки показателей безотказности определялись по |
соотношениям |
(17-1) и (17-10); доверительная вероят |
ность 1—q=0,8. |
|
|
|
Основными причинами отказов измерительной схемы, |
состоящей из датчика и задатчика, |
явились |
нарушение |
связи между мембраной, задатчиком и струйной трубкой (42%) и сбивание задатчика (38%). Последнее вызвано вибрацией в помещении, где установлены регуляторы.
Большая часть отказов регуляторов приходится на
* Датчики, исполнительные механизмы, корректирующие устройства
инекоторая вспомогательная аппаратура у регуляторов заводов КИП
и«Теплоавтомат» аналогичны. Отличается лишь конструкция гидрав лического усилителя со струйной трубкой: у усилителей завода «Теп
лоавтомат» струйная трубка вертикальная, у усилителей завода КИП — горизонтальная.
