Показатели надежности

Показатели надежности характеризуют степень выполнения продукцией своих функций при условии соблюдения правил эксплуатации. Свойство надежности закладывается на стадии разработки продукции, обеспечивается на стадии ее производства и поддерживается на стадии эксплуатации.

Надежность - сложное свойство изделия, которое складывается из частных свойств: долговечности, безотказности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Строительные изделия подразделяют на восстанавливаемые и невосстанавливаемые. Восстанавливаемые в случае отказа можно отремонтировать или заменить. Невосстанавливаемые (связи стеновых панелей, закладные детали, скрытая электропроводка) отремонтировать или заменить не представляется возможным.

Важнейшими техническими состояниями строительных изделий являются: исправность, неисправность и работоспособность. Исправным является такое состояние объекта, при котором он полностью отвечает всем требованиям нормативно-технической документации НТД как в отношении основных, так и в отношении второстепенных параметров. При неисправном состоянии объект не соответствует хотя бы одному из требований НТД в отношении основных или второстепенных параметров. Работоспособным считается такое состояние объекта, при котором значения всех основных параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям НТД. Таким образом, исправность обязательно включает в себя работоспособность, обратное положение необязательно, т.е. неисправный объект может быть работоспособным. Например, работоспособный объект может не отвечать эстетическим показателям.

Следует отличать предельное состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо вследствие

физического износа или нецелесообразно из-за морального износа. Критерии предельного состояния устанавливают в НТД. Так, критерием морозостойкости бетона является предельная потеря прочности (10-15 %) или массы (5 %) при циклическом замораживании и оттаивании. В облицовочных материалах для полов критерий предельного состояния -относительная потеря массы при истирании.

Переход изделий (объектов) из исправного состояния в неисправное происходит в результате появления дефектов.

Дефектом называют каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям. Таким образом, если какая либо единица продукции имеет дефект, то один или несколько параметров или показателей ее качества не отвечают требованиям НТД. Дефектами могут быть выход размера изделия за пределы допуска, недопустимо высокое содержание примесей (вредных) в продукте и т.д. Дефекты подразделяют на явные и скрытые. Явным считается такой дефект, для выявления которого в НТД предусмотрены соответствующие правила, методы и средства обнаружения и контроля. Многие дефекты выявляются визуально (трещины, отколы и т.д.); ряд дефектов обнаруживается с привлечением соответствующих средств контроля - инструментов, приборов, приспособлений. К примеру, отклонение фактических размеров кирпича от заданных выявляют с помощью линейки; криволинейность поверхности - с помощью угольника, линейки.

Скрытый дефект не может быть выявлен предусмотренными в НТД методиками, инструментом и т.д. Так, в керамическом кирпиче скрытыми дефектами являются инородные включения (камни, металлические предметы).

По степени влияния на эффективность и безопасность использования продукции выделяют критический, значительный и малозначительный дефекты. Критический - дефект, при котором использовать продукцию по назначению недопустимо. Значительный - дефект, существенно влияющий на эксплуатационные качества продукции и ее долговечность, но не являющийся критическим. Малозначительный - дефект, характеризующий такое отклонение признака или параметра продукции, которое несущественно влияет на использование продукции по назначению и ее долговечность. Разделение дефектов на критические, значительные и малозначительные производится с целью выбора вида контроля продукции -сплошного или выборочного.

Один и тот же дефект может быть отнесен к устранимым или неустранимым в зависимости от того, на какой стадии технологического процесса он обнаружен (на ранней или же на заключительной). Неустранимым считается такой дефект, ликвидация которого технически невозможна или экономически нецелесообразна.

При наличие дефектов объект может находиться либо в состоянии повреждения, либо отказа. Повреждением называют событие, состоящее в нарушении исправного состояния объекта (работоспособность при этом сохраняется).

Отказ характеризует событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта (при этом подразумевается, что до отказа изделие было работоспособным). Потеря работоспособности вызывается такой неисправностью, при которой хотя бы один из основных параметров выходит за пределы установленных допусков.

Отказы могут быть внезапными и постепенными. Внезапный отказ – скачкообразное изменение параметров (разрушение); постепенный (износ) – медленное изменение параметров (износ, деформация материала под воздействием окружающей среды).

Надежность изделий, элементов или систем складывается из таких важнейших свойств, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Безотказностью называют свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки (последнее для технологического оборудования). Наработка до отказа – это продолжительность или объем работы объекта от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа. Возможна оценка наработки по объему выполненной работы.

Долговечность – это свойство объекта сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами на ремонт. Предельное состояние определяется разрушением объекта, требованиями безопасности или экономическими соображениями. Для оценки долговечности строительных изделий применяют показатели, позволяющие прогнозировать срок службы изделий.

Ремонтопригодность – свойство изделия, характеризующее его приспособленность к восстановлению работоспособного состояния в результате предупреждения, выявления и устранения отказов. Показателями ремонтопригодности служат среднее время восстановления работоспособного состояния, а также вероятность восстановления.

Сохраняемость – свойство объекта сохранять заданные значения безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после срока хранения и транспортирования, установленного технической документацией. Качественно оценивается временем хранения и транспортирования до возникновения неисправности. Сохраняемость может быть представлена в виде двух составляющих: первая – проявляется в период хранения, вторая – во время применения объекта после хранения. Длительное хранение в ряде случаев отрицательно сказывается на последующем применении объекта. Так нагревание, охлаждение, солнечная радиация в период хранения, транспортирования и эксплуатации линолеума сокращает срок его службы в два раза. Регулируя состав линолеума, можно значительно повысить сохраняемость и долговечность материала.

Все свойства, определяющие надежность, связаны между собой. На рисунке 12 показан график работы восстанавливаемых элементов, на котором в масштабе отложены отрезки работы tраби ремонта tрем.Если отрезки tрабдлинные, это свидетельствует о высокой безотказности системы

(изделие А). Небольшие и редкие отрезки tрем указывают на высокую ремонтопригодность. При одинаковой долговечности изделий А и Б более надежно изделие А.

Рисунок 12 – Показатели работы восстанавливаемых изделий

Асбестоцементные кровли долговечны; срок их эксплуатации достигает 30 лет. Они и ремонтопригодны. И хотя безотказность у них низка (в первые годы эксплуатации на листах появляются трещины и их приходится заменять), их ремонт нетрудоемок.

Таким образом, для неремонтируемых изделий определяющим надежность свойством является безотказность, а для ремонтируемых – ремонтопригодность.