Похожие презентации:
Проблема обеспечения надёжности технических объектов и основные пути её решения
1. Вводная лекция Проблема обеспечения надёжности технических объектов и основные пути её решения Вопросы лекции: 1. Введение 2.
Надёжность сложныхтехнических объектов
Вводная лекция
Проблема обеспечения надёжности технических
объектов и основные пути её решения
Вопросы лекции:
1. Введение
2. Методы расчёта показателей надёжности
3. Заключение
Рыбалко В. В. http://www.ribalco.exponenta.ru
2.
ЭкологичностьМощность
Масса и габариты
Экономичность
…
Надёжность
…
Живучесть
Качество объекта
Свойства объекта
2
3. Основные понятия и определения
Надёжность – свойствообъекта сохранять во времени в
установленных пределах значения
всех параметров, характеризующих
его способность выполнять
требуемые функции в заданных
режимах и условиях применения,
технического обслуживания,
хранения и транспортирования
ГОСТ 27.002-89 Надёжность в технике. Основные понятия и определения.
4. Условия надёжной эксплуатации энергетического объекта
1. Проектированиепо нормам надёжности
2. Изготовление
с учётом требований
по надёжности
3. Обеспечение
надёжности в
эксплуатации
4
5. Государственные стандарты «Надёжность в технике»
ГОСТ 27.000- 00ГОСТ 27.100- 00
ГОСТ 27.200- 00
ГОСТ 27.300- 00
ГОСТ 27.400- 00
ГОСТ 27.500- 00
Общие вопросы надёжности
Нормирование надёжности
Методы расчёта надёжности
Методы обеспечения надёжности
Испытания и контроль надёжности
Сбор и обработка информации по
надёжности
ГОСТ 27.600- 00 – 27.900- 00 Резерв
5
6.
Государственные стандартыпо вопросам надёжности
энергетических объектов
ГОСТ 28775–90 Агрегаты газоперекачивающие с газотурбинным
приводом. Общие технические условия.
Госстандарт России.
– М: Издательство стандартов. 1991
ГОСТ 29328–92 Установки газотурбинные для привода
турбогенераторов. Общие технические
условия. Госстандарт России.
– М: Издательство стандартов. 1992 г.
6
7. Задачи теории надёжности:
1. Изучение закономерностей возникновения отказов.2. Оценка влияния внешних и внутренних факторов на
надёжность технических объектов.
3. Установление количественных характеристик и методов
расчёта надёжности.
4. Разработка методов испытаний на надёжность.
5. Определение методов обеспечения надёжности при проектировании и в процессе изготовления.
6. Разработка методов поддержания надёжности в эксплуатации.
7
8. Содержание свойства «надёжность»
Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранятьработоспособное состояние в течение некоторого времени
или наработки;
Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта;
Сохраняемость – свойство объекта сохранять в заданных
пределах значения параметров в течение и после хранения
и транспортирования;
Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособности путём технического обслуживания и ремонта.
8
9. Состояния объекта
Работоспособное - состояние объекта, при которомзначения всех параметров, характеризующих способность
выполнять заданные функции, соответствуют требованиям
НТД;
Частично неработоспособное – состояние, при котором
объект способен частично выполнять требуемые функции;
Неработоспособное – состояние объекта, при котором
значение хотя бы одного параметра, характеризующего
способность выполнять заданные функции, не соответствует
требованиям НТД;
Предельное - состояние объекта, при котором его
дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна,
либо восстановление его работоспособного состояния
9
невозможно или нецелесообразно.
10. Связь между техническими состояниями объекта
1011. Отказы технических объектов
1112. Показатели надёжности
единичныйкомплексный
расчётный
Показатели
экспериментальный
эксплуатационный
экстраполированный
12
13. а) комплексные показатели надёжности
K Г - коэффициент готовностиKОГ - коэффициент оперативной готовности
KТИ - коэффициент технического использования
K эф - коэффициент сохранения эффективности
13
14. Коэффициент готовности объекта
Коэффициент готовности – вероятность того,что объект окажется в работоспособном
состоянии в произвольный момент времени,
кроме планируемых периодов, в течение
которых применение объекта по назначению не
предусматривается
cp
kГ
t
tcp tвосст
, где
tcp – средняя наработка до отказа, ч;
tвосст. – среднее время восстановления после отказа,
14
ч;
15. Коэффициент технического использования объекта
Коэффициент технического использования –отношение времени пребывания объекта в
работоспособном состоянии к суммарному
времени работоспособного состояния и
простоев, обусловленных техническим
обслуживанием и ремонтом
kТИ
tcp
tcp tвосст tТО
, где
tcp – средняя наработка до отказа, ч;
tвосст. – среднее время восстановления после отказа, ч;
tТО - среднее время технического обслуживания и планового ремонта 15
,ч.
16. б) единичные показатели: - показатели безотказности
Вероятность безотказной работы – вероятность того, чтов пределах заданной наработки отказ не возникнет;
Средняя наработка до отказа – математическое
ожидание наработки объекта до первого отказа;
Гамма-процентная наработка до отказа - наработка, в
течение которой отказ объекта не возникает с вероятностью g ,
выраженной в процентах;
Интенсивность отказов – плотность вероятности
возникновения отказа, определяемая при условии, что до
рассматриваемого момента времени отказ не возник.
16
17. Основные зависимости между показателями надёжности
p (t ) N N (t ) N 1 N (t ) N 1 Q (t );dp (t )
1 d N (t )
f (t );
dt
N dt
N (t ) d N (t )
dp (t )
i
;
dt
N N i (t )dt
(1)
(2)
(3)
dp (t )
p (t ) (t );
dt
(t ) p (t ) p (t );
(4)
f (t ) p (t ) (t );
(5)
t
p (t )
0
1
d
dp(t )
ln p(t );
p(t )
t
p(t ) exp( d );
0
(6)
17
18. Вероятность безотказной работы
1819. Анализ уровня безотказности
1920. Вероятность безотказной работы и стоимость восстановления объекта
2021. Интенсивность отказов
Ni, где
ti Nисп.(i 1)
i
Ni
ti
число отказов в i- м интервале;
ширина i-го интервала;
Nисп.(i 1)
количество исправных объектов к
началу i-го интервала;
21
22. Изменение интенсивности отказов при увеличении наработки объекта
2223. Расчёт показателей безотказности технической системы
MПринципиальная схема энергоблока
23
24.
Структурная схема энергоблокаОбъект представляется
в виде единой
структурной схемы,
состоящей из суммы
ТН
КА и
ЗК
КН
последовательных
ТН№1
№1
№1 КА
№1
параллельных звеньев
№1
№1
События,
ТН
ЗК
КН
КА
изображённые
№2 в
№1 КА
№2
№2
ТНвиде
звеньев структурной
№2
№2
схемы должны быть
независимыми
Все элементы объекта
рассматриваются как
одноотказовые
M
Т
К
Т
ЦН
К
К №1
Т
К №2
24
25. Расчёт безотказности объектов с последовательной структурой
Вероятностьбезотказной работы
объекта при
последовательном
соединении элементов
равна произведению
вероятностей
элементов.
Средняя наработка до
отказа объекта равна
минимальной средней
наработке элементов
1
3
2
...
n
pc t p1 t p2 t p3 t
n t
i 1 0
pn t ;
p t exp i d
c
c t i t .
;
n
i 1
25
26. Пример расчёта безотказности объекта с последовательной структурой элементов
Необходимо обеспечить безотказное функционирование свероятностью р = 0,95 тепловой сети, состоящей из 40
последовательно соединённых элементов.
Рассчитать требуемую вероятность безотказной работы одного
элемента
Решение:
pоб (t ) pэ (t ) ;
n
pэ (t ) pоб (t )
1
n
0.95
1
40
0.9987;
Ответ: Каждый элемент должен иметь вероятность безотказной работы не
менее 0,9987.
26
27. Расчёт безотказности объектов с параллельной структурой
Вероятность отказаобъекта, состоящего из
параллельно
соединённых элементов,
равна произведению
вероятностей отказов
элементов
Средняя наработка до
отказа объекта равна
максимальной наработке
до отказа элементов
1
2
.
.
.
.
.
.
n
qc t q1 t q2(t) qn t ;
pc t 1 qc t ;
n
pc t 1 1 exp t .
27
28. Пример расчёта безотказности объекта с параллельной структурой элементов
Исходная информация :1
p1 0,9; p2 0,8; p3 0,7
Алгоритм расчёта :
2
q1 1 p1 1 0,9 0,1; q2 1 p2 1 0,8 0,2;
q3 1 p3 1 0,7 0,3;
qc q1 q2 q2 0,1 0,2 0,3 0,006;
3
pc 1 qc 1 0,006 0,994.
Ответ : Вероятность безотказной работы
объекта равна pc 0,994.
28
29. Характеристики безотказности объектов сложной структуры
2930. Обеспечение безотказности объектов путём резервирования элементов
1)pп 1 1 ;
3
pc pп p2 p3 p4 ;
2)
3
pп 3 2 1 1 ;
pc pп p2 p3 p4 ;
30
31. Пример. Оценка безотказности объекта при горячем резервировании элементов
Исходная информация :pk1 pk 2 0,9;
pt 0,8;
К №1
Т
К №2
Алгоритм расчёта :
1. qk1 1 pk1 1 0,9 0,1; qk 2 1 pk 2 1 0,9 0,1;
2. pпар 1 qk1 qk 2 1 0,1 0,1 0,99;
3. pоб pпар pt 0,99 0,8 0, 792.
Ответ : Вероятность безотказной работы
объекта равна pоб 0, 792.
31
32. Пример. Оценка безотказности объекта при горячем резервировании элементов
Исходная информация :pk1 pk 2 0,9; p 0,95; pk 0, 7; pt 0,8;
ТНА
ТН
КА
№1
№1
ТН
КА
№1
№2
Т
Алгоритм расчёта :
1. pka1 pk1 p 0,9 0,95 0,855; pka 2 pka1 ;
ТНА
2. qka1 1 pka1 1 0,855 0,145; qka 2 qka1 0,145;
3. pпар 1 qka1 qka 2 1 0,145 0,145 0,989;
4. pоб pпар pt pk 0,989 0,8 0, 7 0,548.
Ответ : Вероятность безотказной работы
объекта равна pоб 0,548.
32
К
33. Пример. Расчёт показателей надёжности энергоблока при холодном резервировании котлоагрегата
Исходная информация :К №1
k1 k 2 0, 0001; k1 k 2 0,1; pt 0,8;
Т
К №2
Алгоритм расчёта :
pпар
2
2
) 1
2
2
0, 0001
1 0,1 1
pоб pпар pt 0,99 0,8 0, 7992.
(1
0,999;
Ответ : Вероятность безотказной работы
объекта равна pоб 0, 7992.
33
34. Заключение
Расчёт показателей надёжности объектовтеплоэнергетики при проектировании
выполняется с целью проверить соответствие
создаваемого объекта требованиям НТД.
При расчёте объект представляется в виде
множества последовательных и параллельных
звеньев, объединённых в общую структуру.
Расчёт надёжности объектов, имеющих
структурно-сложных схему соединения
элементов, выполняется с использованием
логико-вероятностных моделей.
34