Коэффициенты надежности

Коэффициенты надежности устанавливают связь между временными составляющими цикла эксплуатации (в частности, время на профилактику и ремонт, готовность изделия к действию в заданный момент времени, стоимость и удобство эксплуатации).

Коэффициент готовности kг характеризует заложенную способность обеспечить непрерывную работу при правильном использовании и обслуживании установки.

Коэффициент готовности
– это отношение времени безотказной работы к сумме времени такой работы и времени восстановления объекта, взятым за один и тот же календарный срок,

kг = T1/[T1+T2],

где T1 – суммарная продолжительность работы, ч;
T2 – продолжительность простоя в вынужденных отказах, ч.

Коэффициент технического использования kт.и. и характеризует как и коэффициент готовности относительную продолжительность времени работы. Он учитывает дополнительно продолжительность плановых простоев Тпл и равен

kт.и. = T1/[T1+T2 + Тпл]

Коэффициент оперативной готовности kг.о используется в тех случаях, когда установка часть времени находится в резерве т.е.не работает, но готова к работе:

kг.о = [T1 + Tрез]/[T1+T2 + Тпл + Tрез]

где Трез – продолжительность простоя в резерве в исправном состоянии, ч.

Если рассматривается установка с чередованием состояний «работа-восстановление», то при прогнозировании будущего функционирования при определении коэффициента готовности используются величины математического ожидания продолжительности наработки на отказ ТО и восстановления ТВ:

kг = M[ТО] / M[ТО + ТВ]

Для достаточно длинного промежутка времени (t→∞)коэффициент готовности определяется путем использования осредненных значений ТО и ТВ:

kг = TО/[TО+TВ]

Приведенные коэффициенты используются для оценки надежности элементов и объектов, могущих пребывать лишь в двух состояниях: при нормальной работе и при полном отказе. В этом случае предполагается, что отказ обязательно сопровождается полной утратой работоспособности. В условиях функционирования объектов и систем с наличием параллельно работающих элементов, когда выход из строя одного из них приводит только к частичной потере работоспособности системы, эти коэффициенты уже не могут дать полного и исчерпывающего представления о надежности системы и о связанных с отказами элементов последствиях. В этих случаях пользуются коэффициентом обеспечения заданного отпуска энергии

kоб = 1 — ΔЭ/Э

где Э – заданный отпуск энергии объектам, кВт⋅ч;
ΔЭ – практический или предполагаемый в прогнозирующих расчетах недоотпуск энергии вследствие отказов, кВт⋅ч.

Математическое ожидание недоотпуска энергии ΔЭ определяется вероятностями состояний и уровнями мощности соответствующих состояний, а также предполагаемым графиком нагрузки. Для равномерного графика нагрузки с постоянной максимальной мощностью используется коэффициент обеспечения максимально возможного отпуска энергии объектом

kобm = ∑Nipi

где n – число дискретных состояний; pi – вероятности состояний с относительными мощностями N.

При непрерывном изменении состояний (например, вследствие заноса поверхностей нагрева отложениями, лопаток турбины солями и т.п.) этот коэффициент за период функционирования Тр = τ2 — τ1 выразится интегралом

kобm = ∫N(τ)⋅p(τ)⋅dτ

При этом коэффициент недоотпуска энергии составит

h = ΔЭ/Э = 1 — kобm

В простейшем случае, описываемом коэффициентом готовности

h = 1 — kг = TО/[TО+TВ]

Для принятых условий коэффициент обеспечения отпуска энергии численно совпадает с коэффициентом использования мощности, равным отношению фактически отпущенной энергии за период времени Тр к максимально возможному отпуску.
Пример.


Когда график нагрузки установки неравномерен и часть времени она должна работать с нагрузками Nj меньшими максимальной (номинальной), происходит уменьшение недоотпуска энергии. Коэффициент обеспечения заданного отпуска энергии kоб определяется как отношение фактически отпущенной энергии Эф к запланированному отпуску Эпл.

kоб = Эфпл

Значения коэффициента kоб зависят от внутренних свойств установки и от задаваемого графика нагрузки. При неравномерных графиках нагрузки возможно совпадение пониженной мощности Ni, вызванной частичным отказом, с ее соответствующим уровнем Nj по графику нагрузки и даже ее превышение, определяемое вероятностью

Pji(NjNi) > 0

В этом случае имеет место

kоб > kобm

Частный отказ, вызывающий снижение располагаемой мощности до величины, большей или равной нагрузке по графику в соответствующие периоды времени не приводит к недоотпуску энергии.

Принимая потребную мощность установки по графику нагрузки Nj(t) и ее обеспечиваемую величину Ni как две независимо распределенные случайные величины, для достаточно длительного отрезка времени Тр примем вероятность их совпадений равномерно распределенной по оси времени. В этом случае вероятности pi не зависят от рассматриваемого момента времени t.

Для такого распределения нагрузки можно считать, что каждый ее уровень по графику, взятый со своей относительной продолжительностью τj, обеспечивается работой установки, находящейся с вероятностью pi во всех своих возможных состояниях Ni. Коэффициент недоотпуска энергии в этом случае должен быть определен с учетом всех значений Ni < Nj:

h =∑ij(NjNi)τjpi

Коэффициенты готовности kг и обеспечения kоб являются комплексными показателями надежности системы и зависят от таких ее свойств, как безотказность, ремонтопригодность и долговечность.


Комментарии запрещены.





Статистика

Рейтинг@Mail.ru