Увеличение ресурса промышленного оборудования при

Снижение производственных затрат при внедрении инновационных систем
диагностики промышленного оборудования.
Азовцев А.Ю., Тулугуров В.В. Хвостиченко С.Б.
Ассоциация ВАСТ
пр. Стачек, 140, С-Петербург, 198207
http://vibrotek.ru
Основные инновации в области эксплуатации и обслуживания промышленного
оборудования в настоящее время связаны с внедрением методов обслуживания
по фактическому состоянию (ОФС), которые позволяют обеспечить повышение
эффективности эксплуатации оборудования с одновременным уменьшением
объемов обслуживания и ремонтов (ТОиР), а также уменьшением риска аварий и
отказов оборудования.
Для определения эффективности внедрения ОФС необходимо провести анализ
затрат на стандартное регламентное обслуживание и выявить проблемы,
характерные для каждого предприятия.
Для одних предприятий – это высокие затраты на обслуживание, для других –
низкая энергоэффективность, экономичность и другие экономические показатели,
для третьих – снижение ресурса оборудования и частые выходы его из строя.
У каждой проблемы есть свои причины, но все они имеют общие источники. Это
доказала мировая практика и исследования специалистов нашей организации.
Проведенные исследования по определению фактического состояния и режимов
работы оборудования показали ряд проблем, а именно:
1. Основополагающая проблема заключается в неправильной установке, а
именно в центровке и балансировке машин. Старые методы центровки не
позволяли снизить расцентровки к пределам, на которые рассчитано новое
компактное энергоэффективное оборудование. Расцентровки являются
основной причиной перегрузок подшипников и приводят к раннему выходу
их из строя. Для увеличения ресурса оборудования надо переходить на
новый качественный уровень по его обслуживанию и ремонту.
2. Наши исследования, как и опыт зарубежных коллег, говорят о том, что при
планово-предупредительном и регламентном обслуживании от 30 до 50%
планово-предупредительных
ремонтов
выполняется
без
всякой
необходимости при этом в процессе ремонтов, сборки-разборки машины
неминуемо вносятся новые дефекты в результате ошибок ремонтников,
нарушения технологии или просто износа машины при ее разборке, сборке,
ненормальных режимах работы при наладке.
Итого определились два направления, позволяющие снижать производственные
затраты – качественная наладка оборудования и отказ от ненужных ремонтов. Но
сразу встает вопрос о надежности и безопасности. Именно для этого необходимо
заниматься глубокой технической диагностикой и еще до вывода оборудования в
ремонт получить максимально достоверную информацию о его техническом
состоянии, износе и опасных дефектах. В этой области и нашла свое применение
инновационная технология в области технической диагностики, базирующаяся на
современных методах измерения и анализа сигналов, позволяющих судить о
техническом состоянии машин и оборудования.
Система технической диагностики должна обеспечивать выполнение трех
основных задач.
Во-первых, надежное определение всех дефектов, влияющих на режим работы
оборудования, от которых зависит нагрузка на узлы и соответственно ресурс.
Такими дефектами являются: дефекты сборки оборудования, например перекос
подшипников, зубчатых колес, эксцентриситеты воздушных зазоров в
электрических машинах; дефекты наладки оборудования – дисбаланс,
расцентровка, резонансы; дефекты режимов работы – кавитация в насосах,
перегрузки электродвигателей.
Все эти дефекты существенно влияют на ресурс и должны быть устранены на
максимально ранних сроках, пока не начался необратимый износ оборудования.
Своевременное устранение дефектов сборки и грамотная наладка (центровка,
балансировка) машины увеличивает ресурс подшипников в три-четыре раза.
Во-вторых, речь идет об обнаружении дефектов износа на зарождающейся
стадии из развития. Это позволяет существенно снизить влияние дефектов одних
узлов машины на дефекты других узлов и тем самым повысить ресурс машины в
целом. В качестве примера можно привести дефекты муфт. Муфты, при своей
казалось бы простоте, являются одним из самых проблемных узлов в российской
промышленности.
В-третьих, очень важным является контроль режимов работы машины в
нормальных условиях. Исследования показывают, что до 70% отказов
оборудования имеют предысторию, связанную с нарушением технологических
режимов – перегрев, перегрузка, превышение оборотов, недостаток смазки и т.п.
Даже кратковременное нарушение технологических режимов может приводить к
необратимым изменениям в техническом состоянии узлов и агрегатов машины и
требуют проведения дополнительной диагностики в случае регистрации такого
события системой мониторинга.
В современных системах диагностики вращающегося оборудования абсолютное
большинство диагностических задач решается методами вибрационного
мониторинга
и
диагностики
(часто
применяют
обобщенный
термин
«вибродиагностика»). Именно вибродиагностика составляет основу любой
системы
технической
диагностики
вращающегося
оборудования.
Вибродиагностика не единственный метод, она может быть дополнена контролем
температуры, качества смазки, тока приводного электродвигателя и
технологических параметров. Но из всех перечисленных методов контроля
именно вибродиагностика является наиболее эффективной по соотношению
затраты/результат.
Диагностика оборудования является предпосылкой перевода оборудования на
обслуживание по состоянию. Помимо многократного увеличения ресурса
отдельных узлов машин и оборудования, переход на обслуживание по состоянию,
дает существенное сокращение объемов ремонтных работ. При внедрении ОФС
не только увеличивается межремонтный период, как показано в табл.1, но и
изменяется структура ремонтов. Увеличиваются объемы текущего ремонта и
значительно уменьшается число средних и капитальных ремонтов, связанных с
заменой изношенных узлов и агрегатов.
В таблице 1 приведены данные для трех разных предприятий. Данные по
предприятию №1 взяты из статьи [1], данные по предприятиям № 2 и 3 получены
по опыту внедрения вибродиагностических комплексов производства Ассоциации
ВАСТ.
Таблица 1. Увеличение межремонтного периода оборудования:
Предприятие
Оборудование
Увеличение межремонтного
периода, раз
предприятие №1
центробежные насосы,
электродвигатели
1,55
предприятие №2
насосы, электродвигатели
1,3-1,4
предприятие №3
центробежные насосы,
компрессоры, вентиляторы,
АВО, электродвигатели
>2,0
Теперь попробуем оценить эффективность перехода на ОФС с экономической
точки зрения. Для примера рассмотрим проект перехода на ОФС, подготовленный
для предприятий городского хозяйства Санкт-Петербурга.
Эти предприятия характеризуются высокими затратами на поддержание их
технического состояния, при этом вопросы снижения аварийности и повышения
надежности работы оборудования остаются весьма актуальными.
В таблице 2 приведены оценочные данные по затратам на ремонт, которые были
использованы в дальнейших расчетах.
Таблица 2. Оценка расходов на ремонт
1
Предприятие
Показатель
2 ГУП «Водоканал СанктПетербурга»
Стоимость оборудования – около
2300 млн. руб.
ГУП «ТЭК СПб»
ОАО «ТГК-1».
771 котельная
Установленная электрическая
мощность 6 278,4 МВт
223 эскалатора
3
4
ГУП «Петербургский
метрополитен»
6
Эксплуатация лифтов
Около 35000 лифтов
Итого
Примечание. * - оценочные данные
5
Расходы на ремонт,
млн. руб./год
230*
Требуется не менее 1800
1939
470*
120
3500*
Ожидаемые технико-экономические эффекты внедрения системы обслуживания
по фактическому состоянию можно определить как:
 Снижение издержек на содержание и эксплуатацию оборудования.
 Сокращение времени простоя оборудования.
 Снижение издержек на закупку запчастей
 Сокращение величины складских запасов и уменьшения объемов закупок
для ТОиР.
 Доходы от реализации научно-технической продукции и услуг
По имеющимся данным, для применяемого на предприятиях городского
хозяйства оборудования межремонтный интервал может увеличиваться в 1,2 – 1,6
раза в зависимости от оборудования, объемы средних и капитальных ремонтов
сокращаются на 40-50%.
Эти данные основаны на опыте наших диагностов. ООО «Ассоциация ВАСТ» с
1998 г. проводит оказывает услуги по мониторингу и диагностике оборудования
ГУП «Петербургский метрополитен», а именно 248 тоннельных вентиляторов. На
начало работ ежегодно проводилось около 50 плановых капитальных ремонтов
вентиляторов, в том числе из-за аварий, то последние годы их число не
превышает 10. Количество текущих ремонтов снизилось на 20%
Эти же данные подтверждаются международной организацией MIMOSA
(Machinery Information Management Open System Alliance))i. В материалах отчета
конференции MIMOSA 1st European Conference (1998г.) приведены значения
затрат на ТОиР в энергетике в расчете на 1 кВт мощности. При реактивном
обслуживании затраты составляют около 18 $/кВт в год, при обслуживании по
состоянию затраты уменьшаются вдвое до 9 $/кВт в год.
Таким образом, принимая расходы на ТОиР на уровне 7% от стоимости нового
оборудования в год, возможная экономия затрат на ремонт может составлять 25% от стоимости оборудования или 30-50% от стоимости текущих затрат на
ремонт. Доля оборудования, которое экономически целесообразно переводить на
обслуживание по состоянию, составляет 50-60%.
По пессимистической оценке 50% доли оборудования, обслуживаемого по
состоянию, сокращения расходов на ТО и ремонты на 30% можно оценить
минимальный экономический эффект 525 млн руб. в год
При оценке экономического эффекта необходимо учитывать, что результат от
перевода оборудования на обслуживание по состоянию достигается не сразу, а с
некоторым запаздыванием, которое может достигать 2-3 года.
Стадии реализации проекта включают в себя:
 разработку нормативно-методической базы

подготовку к переводу оборудования на обслуживание по фактическому
состоянию

перевод оборудования на обслуживание по состоянию.
Общие затраты на проект составляют 202,0 млн. рублей в течение трех лет.
Показатели эффективности проекта приведены в таблице 3.
Таблица 3. Показатели эффективности перевода оборудования городского
хозяйства Санкт-Петербурга на обслуживание по состоянию
Чистая выгода
Дисконтированная выгода
Срок окупаемости
ВНД (внутренняя норма доходности)
Индекс доходности
Индекс доходности с учетом дисконтирования
1210 млн.руб.
762 млн.руб.
3 года
6,0
4,6
3,7
Таким образом, внедрение инновационных систем диагностики промышленного
оборудования обеспечивает существенное снижение производственных затрат и,
что немаловажно, позволяет резко снизить аварийность оборудования
предприятий.
ЛИТЕРАТУРА
1. С.Б.Хвостиченко, П.П.Якобсон. Диагностика динамического оборудования:
внедрение и эффективность. «Химическая техника», №1, 2009
2. Electric Power Research Inst., 1998
3. В.Митюшин, А.Тарасов. Система технического обслуживания и ремонта
оборудования:
мифы
и
реальность.
"Компас
промышленной
реструктуризации", № 3, 2004
4. Статьи по диагностике с сайта http://www.vibrotek.ru/russian/biblioteka