Таким чином, можна сказати, що надійність закладається при проектуванні, забезпечується при виготовленні і витрачається при експлуатації.

Надійність тісно пов’язана з різними сторонами експлуатації ТО. Найбільш просто і коротко надійність можна визначити як властивість ТО не виходити з ладу і виконувати свої функції в повному об’ємі. Іншими словами, добре спроектований, якісно виготовлений, детально і всесторонньо випробуваний до початку експлуатації та при самій експлуатації згідно технічних умов (ТУ) ТО на протязі всього часу повинен працювати без будь-яких зупинок, крім передбачених в плановому порядку, або викликаних організаційними факторами.

Іншими важливими поняттями в теорії надійності і практиці експлуатації ТС є пошкодження і відмови.

Пошкодженням називається подія, що полягає в порушенні справності ТС або її складових частин із-за впливу зовнішніх умов, що перевищують рівні, встановлені НТД.

Відмова – це випадкова подія, що полягає в порушенні працездатності ТС під впливом ряду випадкових чинників.

Пошкодження може бути істотним і з'явитися причиною відмови і неістотним, при якому працездатність ТС зберігається.

Стосовно до відмов і пошкодження розглядають критерій, причину, ознаки прояву, характер і наслідки.

Поступові відмови виникають в результаті протікання того чи іншого процесу старіння, який погіршує початкові параметри ТО або його елементів. Основною ознакою поступової відмови є те, що ймовірність її виникнення на протязі заданого періоду часу залежить від тривалості попередньої експлуатації. Чим довше експлуатувався ТО, тим більша ймовірність виникнення відмови. До цього виду відмов відносяться більшість відмов ТО. Вони пов’язані з процесами зносу, старіння, корозії, втоми і повзучості матеріалів (знос робочих коліс відцентрового насосу, підшипників ковзання його привідного двигуна тощо).

Раптові відмови виникають в результаті поєднання несприятливих факторів і випадкових зовнішніх впливів, які перевищують можливість ТО до їх сприйняття. Основною ознакою раптової відмови є незалежність ймовірності її виникнення на протязі заданого періоду часу від тривалості попередньої експлуатації ТО (обрив і падіння вузлів заглибної електроустановки для видобутку нафти (ЗЕУ) на вибій свердловини, коротке замикання обмоток статора електродвигуна тощо). Вихід з ладу при цьому проходить, як правило, раптово, без попередніх симптомів руйнування ТО чи його елементів.

У випадку, коли після виникнення відмови використання ТО за його призначенням неможливе до відновлення його працездатності, відмова буває повною (електропробій силового кабелю). Відмова, яка настала в результаті виходу параметру (параметрів) за встановлені межі, але на призвела до повної втрати ТО здатності виконувати потрібні функції, вважається частковою (двигун працює не на всіх циліндрах).Переміжна відмова або збій – це відмова ТО, яка полягає в тому, що в результаті зміни параметрів елементів ТО під впливом внутрішніх або зовнішніх причин ТО (або елемент) на протязі деякого часу перестає виконувати свої функції. Правильна робота ТО в цьому випадку відновлюється самостійно без втручання ззовні. Така відмова часто є повторювана. Відмова, після настання якої можна відновити працездатність ТО вважається зворотною. Відмова, в результаті якої застосування будь-яких міроприємств не призведе до відновлення працездатності ТО, називається незворотною (обрив ЗЕУ для видобутку нафти по корпусу електродвигуна чи насоса з падінням їх на вибій свердловини). По зв’язку з попередніми відмовами вони поділяються на незалежні, які не є наслідком відмов, що виникли раніше, і залежні – є наслідком попередніх відмов (більшість відмов електричних виконавчих механізмів СУ є залежними, оскільки виникли внаслідок перевантаження по струму в силових ланцюгах електродвигуна при одночасному неспрацюванні захисту, що призводить до перегорання обмоток електродвигуна).

Явні або очевидні відмови – це ті відмови ТО, які виявляються безпосередньо після їх виникнення. Для явних відмов часом їх виявлення (інтервал часу між моментом відмови і моментом, коли про цю відмову стає відомо обслуговуючому персоналу) можна знехтувати. Неявні (скриті) відмови – це ті відмови ТО, які не можуть бути виявлені безпосередньо після їх виникнення. Для скритих відмов суттєвим є час їх виявлення (вихід нормованих метрологічних характеристик засобів вимірювання за межі допустимих значень може бути виявлено не в момент виявлення, а лише при перевірках за допомогою спеціальних операцій, які вимагають застосування взірцевих засобів вимірювання). Відмови, які виникли внаслідок недосконалості прийнятих методів проектування або помилок конструктора називаються конструктивними, внаслідок порушення технічних умов (ТУ) на процес виготовлення, ремонту технологічного обладнання і ТО, або помилок технолога – виробничими, а внаслідок порушення ТУ на експлуатацію або помилок обслуговуючого персоналу – експлуатаційними.

За часом появи розрізняють відмови ТО, які виникають під час роботи і зберігання. Зокрема, час роботи, як правило, розбивають на три інтервали: припрацювання, нормальної експлуатації, зносу (старіння). Для переважаючої більшості елементів ТО кількість відмов в інтервалах припрацювання і зносу значно більша, ніж в інтервалі експлуатації. У випадку, коли ТО відмовив і його працездатність може бути відновлена ремонтним персоналом, ціна відмови – простій. Якщо в результаті відмови – падіння ЗЕУ на вибій свердловини та проведеного підземного ремонту свердловини її не вдається підняти на поверхню і свердловину закривають, ціна відмови – невиконання задачі.

Відмови об’єктів нафтогазового комплексу призводять до значних матеріальних витрат і зниження економічної ефективності їх експлуатації, а іноді – до виникнення аварій. Лише витрати на технічне обслуговування і ремонт складають більше 65% середнього об’єму вартості нафтогазового обладнання, механізмі і систем управління ними.

Надійність є лише однією з властивостей ТО, яка відрізняється від решти властивостей тим, що проявляє себе лише в процесі експлуатації. Іншими словами, надійність – це здатність ТО, розвернута в часі. Надійність – комплексна властивість, яка, в залежності від специфіки ТО і умов його експлуатації, включає в себе: безвідмовність, довговічність, ремонтопридатність та зберігаємість окремо, або у визначеному поєднанні, причому, як для ТО, так і для його окремих частин.

Розкриємо тепер зміст складових надійності.

Безвідмовність – це властивість ТО зберігати працездатний стан на протязі визначеного (заданого) часу при нормальних умовах експлуатації.

Ремонтопридатність характеризує надійнісні властивості ТО, які вже втратили працездатний стан.

Довговічність – властивість зберігати працездатний стан до настання граничного стану при відповідному обслуговуванні і, можливо, при багаторазових ремонтах.

Для ТО, які рідко використовуються, але довго зберігаються, розглядають ще одну складову надійності.

Збереженість – це властивість ТО зберігати працездатний стан незалежно від впливу несприятливих умов при тривалому зберіганні і транспортуванні.

Таким чином, поняття надійності є фундаментальним поняттям, яке охоплює всі етапи технічної експлуатації ТО. В першу чергу, надійність є складовою частиною більш широкого поняття – ефективності.

Під ефективністю розуміють властивість ТО виконувати задані функції з потрібною якістю. Ефективність ТС - це властивість системи виконувати задані функції з необхідною якістю. Причому на ефективність функціонування ТС разом з надійністю впливають і інші характеристики, такі як точність, швидкодія, перешкодостійкість і т.д.

Таким чином, основним завданням при проектуванні ТС різного призначення можна назвати підвищення ефективності і якості, а, отже, поліпшення таких характеристик ТС, як надійність, міцність, швидкодія і т.д.

З метою забезпечення надійності в ТО широко використовується внесення надлишковості.

Надлишковість – додаткові засоби і можливості зверх мінімально необхідних для виконання ТО заданих функцій.

Одним з методів підвищення надійності, широко використовуваним при проектуванні ТС, є резервування - метод підвищення надійності за рахунок введення надмірності. Під надмірністю розуміють додаткові засоби і можливості мінімально необхідні для виконання ТС заданих функцій.

Резервування – метод підвищення надійності шляхом внесення надлишковості.

Розрізняють надлишковість навантажувальну, параметричну, функціональну і структурну.

Навантажувальна надлишковість з’являється лише тоді, коли в ТО вносяться елементи з визначеним запасом потужності, робочої напруги, струму і інш. При цьому коефіцієнт навантаження елементів К_Н понижується, зменшуючи інтенсивність відмов:

,

де , – відповідно робоче і потрібне навантаження.

Параметрична надлишковість забезпечує вибір початкових значень параметрів елементів таким чином, щоб час їх перебування в області допустимих значень виявився максимальним (наприклад, потужність передавача 100 Вт і чутливість 5 мкВ; розрахувавши передавач на 1500 Вт і чутливістю 3 мкВ, підвищено надійність).

Функціональна надлишковість – може бути результатом використання неосновних (побічних) функцій, які компенсують відмови, що виникли в ТО (гальмування коробкою передач може в деякій мірі компенсувати відмову гальм автомобіля).

Структурну надлишковість отримують внесенням додаткових постійно ввімкнутих елементів(паралельне ввімкнення резисторів і одночасна робота двох генераторів в той час, коли для забезпечення всіх споживачів потрібен один).

Резервування відрізняється тим, що додаткові (резервні) елементи включаються в роботу тільки після виходу з ладу основних.

В таблиці 2.2 приведена класифікація методів резервування.

Таблиця 2.2 – Класифікація методів резервування

Лекція № 3