СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ РЕМОНТОВ МОСТОВЫХ КРАНОВ
В УСЛОВИЯХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Ж.А. Старостина, А.Е. Диев
Норильский индустриальный институт, г. Норильск

Источник: http://elibrary.ru/item.asp?id=11770014

Наработка на отказ мостовых кранов, эксплуатируемых в металлургическом производстве, обусловлена неблагоприятным воздействием влажности и кислых газов в течение длительного времени. Анализ результатов исследований и наблюдений показывает, что кроме влажности окружающего воздуха, на отказ влияют агрессивные газы, пыль и температура (таблица).

Таблица 1.Состояние среды производственных помещений металлургического производства

Анализ данных показывает, что в цехах обогатительных переделов (цеха обезвоживания медного и никелевого концентратов) высокая относительная влажность воздуха. Повышенная температура и подвижность воздуха при наличии диоксида серы и высокой концентрации пыли создают дискомфортные условия при выполнении работ технического обслуживания и ремонта. В цехах гидрометаллургии повышенная влажность воздуха. В конвертерных отделе- ниях и плавильных цехах загазованность воздуха, наличие пыли, высокие температуры не обеспечивают как технологических, так и санитарно-гигиенических требований.

Анализ показывает, что причиной нарушения санитарно-гигиенических нормативов в сернокислотных цехах является повышенная влажность воздуха и наличие диоксида серы.

Вышеизложенное дает основание с практической точки зрения считать, что существуют особые условия эксплуатации металлических конструкций и механического оборудования мостовых кранов, в которых не обеспечивается необходимое качество работ по обслуживаю и ремонту. В этих условиях наблюдается повышенный коррозионный износ конструкций и оборудования. Очевидно, что в особых условиях эксплуатации стальных конструкций (мокрый режим помещений, наличие пыли, высокая концентрация агрессивных газов) необходимо на стадии проектирования и ввода в эксплуатацию предусматривать наиболее эффективные методы защиты от коррозии конструкции и оборудования.

В результате проведенного исследования было выявлено, что из-за влияния различных факторов промышленной среды металлургических предприятий возникают коррозионные и усталостные повреждения, которые приводят к нарушению сварных соединений, разрушению защитного покрытия, влияют на величину трещинообразования, потери прочности и снижению несущей способности металлоконструкций, а в механической части их следствием является повышенный коррозионный и абразивный износ, приводящий к увеличению зазоров и снижению механического КПД.

Выявлено, что механическое оборудование мостовых кранов, работающих в условиях агрессивных сред, имеет более высокое число отказов. Это связано как с попаданием механических частиц пыли на трущиеся поверхности, так и с коррозионным разрушением от действия кислых газов и высокой влажности. Процесс формирования отказов в результате воздействия агрессивных факторов рассмотрен на рис. 1.

Попадание пыли и газов в негерметичное оборудование приводит к старению масла, пыль, попадая в смазочный материал, создает абразивную коррозию при соприкосновении контактирующих поверхностей. Вклад фактора загазованности имеет существенное значение и составляет примерно 40% [3].

Применение плановой подготовки ремонтных комплектов сборочных единиц мостовых кранов позволит в значительной степени быстрее и с большей вероятностью отследить возможные отказы и своевременно их устранить. Оперативные ремонтные воздействия снизят время простоя крана в очереди на ремонт, уменьшат возможность аварийных отказов, понизят необходимость в большом количестве запасных частей.

Рис.1. Влияние факторов агрессивной среды на процессы повреждения техники и возникающие отказы

Эксплуатационная практика показывает, что затраты для организации системы технического обслуживания и ремонта оборудования (ТО и Р) на металлургических предприятиях составляют 20% от стоимости оборудования. Управляя ремонтами и затратами ремонтного фонда, необходимо понимать, сколько предприятие тратит на ремонт оборудования, каковы причины этих расходов. Используемая на сегодняшний день система планово-предупредительных ремонтов (ППР) не всегда является эффективной [1, 59]. Система основана на теории, науке и практике ремонта и восстановления техники и оборудования промышленных предприятий. Общими недостатками реализуемой на металлургических предприятиях систем технического обслуживания и ремонта являются:

Сложившаяся система ТО и Р предусматривает проведение плановых профилактических мероприятий. Отключение для профилактики и плановых ремонтов исправного оборудования приводит к неоправданным затратам. В промежутке между ППР не всегда выявляются скрытые и развивающиеся дефекты, приводящие к необходимости проведения более дорогих и продолжительных аварийных ремонтов.

Фактические затраты на ТО и Р отличаются от запланированных, что говорит о неэффективности системы ППР и увеличивает объемы хранимых запасов на экстренные поломки. Очевидно, что более рациональной системой является плановая подготовка ремонтных комплектов и замена входящих в них сборочных единиц на основе фактического технического состояния по критерию величины остаточного ресурса. Это плановый вид ремонта, при котором срок и необходимый объем работ определяется функцией выявленных дефектов. Для организации такой системы ремонтов необходимы технические средства, позволяющие оценить состояние объекта на данный момент, проследить изменение состояния в последнее время и спрогнозировать возможность его функционирования на ближайшее будущее.

На основании данных металлургических предприятий за 2000–2005 гг. была смоделирована система обслуживания посредством плановой подготовки ремонтных комплектов и заменой входящих сборочных единиц на основе фактического технического состояния по критерию величины остаточного ресурса, позволившая сгладить колебания расходов на ремонты. За исследуемый период затраты снизились на 10% (рис. 2) [2] по сравнению с аналогичным периодом для внедрения метода плановой подготовки ремонтных комплектов. Новая организация ремонтов позволила сократить недоиспользование ресурса кранового оборудования, снизить количество сложных ремонтов, заменив их более простыми.

Рис. 2. Изменение коэффициента износа от времени эксплуатации до и после внедрения
метода плановой подготовки ремонтных комплектов:
АР – аварийный ремонт после отказа; ТР – текущий ремонт;
КР – капитальный ремонт, РК-1, РК-2, РК-3 – номерные ремонтные комплекты

Планируя внедрение плановой подготовки ремонтных комплектов на основе фактического технического состояния по критерию величины остаточного ресурса, можно спрогнозировать объемы затрат на материально-техническое обеспечение в среднем на один перспективный год. Несмотря на затруднения составления долгосрочных прогнозов, у нового подхода очевидны преимущества: колебания затрат сгладились на 50%, при одновременном снижении их объема, увеличился срок эксплуатации кранов до капитального ремонта.

Стоимость затрат на ликвидацию аварий понизилась на 15% с учетом числа внезапных отказов, которые сложно предвидеть. Физический износ металлоконструкции кранов достигает своего максимума гораздо позже. Анализ полученных данных позволяет сделать вывод, что интегральный эффект при использовании системы плановой подготовки ремонтных комплектов, по сравнению с обычной системой, повышается из-за более полного использования ресурса кранов, снижения числа избыточных и дорогостоящих аварийных ремонтов, уменьшения времени простоя оборудования в ремонтах, более рационального материально-технического снабжения.

Предложенная система позволяет устранить необходимость проведения КР по техническому состоянию механической части, а сохраняется только КР металлоконструкции.

Целью технического обслуживания и ремонтов является обеспечение надежности функционирования основного производства, снижение эксплуатационных расходов. При этом назначают необходимые работы в зависимости от фактического технического состояния крана и предполагаемого изменения его состояния в процессе эксплуатации. Основным источником про- блем в обеспечении бесперебойной работы является отсутствие необходимых запасных частей на момент остановки крана.

Отсутствие необходимых материалов и затягивание сроков ремонтно-восстановительных работ может усугубить ситуацию и привести к несоизмеримым материальным потерям в результате каскадного раз- вития аварий. Отсутствие точности нормирования ремонтов, неточность объемов заявок на материалы и запчасти создает проблемы корректного определения показателей перспективного планирования. Неполнота информации, в свою очередь, создает трудности обоснования требуемых объемов материальных ресурсов. Внедрение плановой подготовки ремонтных комплектов оптимизирует планируемые текущие и капитальные ремонты и замещает их трудоемкость более простыми видами обслуживания, что устраняет лишние работы и существенно снижает материально- технических затраты.

На основании сказанного приходим к выводам:

1. Наработка на отказ мостовых кранов, эксплуатируемых в металлургическом производстве, обусловлена неблагоприятным воздействием влажности и кислых газов в течение длительного времени. Анализ результатов исследований и наблюдений показывает, что кроме влажности окружающего воздуха, на отказ влияют агрессивные газы, пыль и температура.
2. Анализ обеспечения ресурсами и планирования профилактических мероприятий для мостовых кранов металлургических предприятий показал существенную неравномерность расхода запасных частей за период эксплуатации машин с применением ППР, что подтверждает недостаточную эффективность ее использования, а также целесообразность перехода на другую систему.
3. Проведенные исследования позволили выявить потребность в запасных частях для ремонта и установили основные факторы, влияющие на их объем, среди которых: возможность отказа, уровень качества последнего ремонта, период эксплуатации, производственная нагрузка.
4. Применение плановой подготовки ремонтных комплектов позволит в значительной степени быстрее и с большей вероятностью отследить возможные отказы и своевременно их устранить. Оперативные ремонтные воздействия снизят время простоя крана в очереди на ремонт и уменьшат возможность аварийных отказов.

Литература

1. Романов А.А. Совершенствование планирования технического обслуживания и ремонтов в условиях существенного износа производственного оборудования / А.А. Романов // Молодые исследователи – регионам: материалы Всерос. науч. конф. студентов и аспирантов. – Вологда, 2005. – С. 116-118.
2. Стеклов О.И. Стойкость материалов и конструкций к коррозии под напряжением / О.И. Стеклов. - М.: Машиностроение, 1990. – 384 с.
3. Старостина Ж.А. Оценка влияния агрессивной среды металлургического производства на количество отказов механической части мостового крана / Ж.А. Старостина. – М.: МГГУ, 2007. – 6 с.