ВСТУП.
система газопостачання в Україні являє собою складну енергетичну систему, що характеризується великою потужністю, значною довжиною, складною структурою, різним віком і станом магістральних газопроводів. Старіння газопроводів, велике число аварій і ушкоджень на лінійній частині (ЛЧ) серйозно ускладнюють процес технічної експлуатації об'єктів газотранспортної системи, збільшують матеріальні витрати.
У цих умовах набуває актуальності задача забезпечення надійності функціонування газотранспортних систем з метою безперебійного постачання газу, зниження втрат газу, запобігання аварій і забруднення навколишнього середовища. Причому проблеми безпеки і екологічності магістрального транспорту газу вимагає особливої уваги з обліком можливих катастрофічних наслідків аварій і несправностей.
У нових умовах господарювання немаловажний економічний аспект цієї проблеми, оскільки аварії й ушкодження на ЛЧ приводять до великих утрат газу, збиткам від недопоставка палива народному господарству, вимагають витрат на ремонтно-відбудовчі роботи.
Як відомо, методи підвищення надійності газопровідних систем поділяються на доексплуатаційні (схемні і конструктивні) і експлуатаційні. Впливати на надійність функціонуючого газопроводу можна, лише забезпечивши правильну технічну експлуатацію. Експлуатація, крім безпосереднього використання основного і допоміжного технологічного устаткування для виконання виробничих задач по транспортуванню газу, містить у собі також систему технічного обслуговування і ремонту, що представляє сукупність взаємозалежних засобів, документації технічного обслуговування і ремонту, виконавців, необхідних для підтримки і відновлення якості об'єктів і їхніх елементів, що входять у систему.
З огляду на той факт, що аварійність магістральних газопроводів залишається досить високою, а темпи їх “старіння” значно випереджають темпи виконання капітального ремонту, одним з головних засобів підтримки експлуатаційної надійності лінійної частини є система технічного обслуговування і ремонту (ТОіР ЛЧ МГ).
Основними задачами системи ТОіР ЛЧ МГ є:
- ефективний контроль за технічним станом елементів об'єктів і систем лінійної частини;
- аналіз одержуваної інформації з метою оптимального планування ремонтно-відбудовчих заходів;
- проведення профілактичних і ремонтно-відновлювальних робіт на ЛЧ МГ;
- своєчасне виявлення й оперативне усунення відмовлень і несправностей.
В останні роки питанням удосконалювання ремонтно-експлуатаційного обслуговування ЛЧ МГ присвячений цілий ряд наукових розробок, що торкаються окремі аспекти технології, організації і керування системою ТОіР.
Методи і підходи до рішення перерахованих задач базуються на результатах основопожних досліджень ведучих учених галузі В.Л. Березина, П.П. Бородавкина, Л.Г. Телєгіна, Н.Х. Халлиєва, Е.М. Ясина, К.Е. Рашепкина, З.Г. Галиуллина, А.Ф. Комягина й ін.
Разом з тим, аналіз досвіду експлуатації газотранспортних систем і наукових досліджень у цій області доводить необхідність подальшого пророблення задач удосконалювання організації експлуатаційного обслуговування лінійної частини і її елементів.
З позицій системного аналізу система ТОіР ЛЧ МГ характеризується визначеним складом, структурою і режимом функціонування.
У залежності від умов експлуатації ремонтно-експлуатаційного підрозділу мають різну потужність і структуру, ступінь централізації і концентрації матеріально-технічних і інших ресурсів.
У зв'язку з вищевикладеним, актуальними є задачі підвищення ефективності використання наявних ресурсів (матеріальних, технічна, людських і ін.), удосконалювання планування контрольно-відновлювальних заходів (КВЗ) і керування ремонтно-експлуатаційними підрозділами (РЕП) у ході обслуговування ЛЧ із метою забезпечення надійної і безперебійної роботи газотранспортних систем.
Оптимізація процесу технічного обслуговування агрегатів і і споруд газотранспортних систем передбачає в кінцевому рахунку скорочення затрат на транспорт газу і приводить до зниження його собівартості. В зв'язку з цим питанням розробки раціональних стратегій технічного обслуговування елементів систем дальнього транспорту газу приділяється велика увага.
Кожний агрегат або машина системи дальнього транспорту газу призначені для виконання заданих функцій у відповідних умовах виробничої і технічної експлуатації. Ці функції реалізуються при робочому технічному стані, який характеризується сукупністю структурних параметрів, значення яких знаходяться в заданих границях. Структурні параметри контролюють, вимірюючи діагностичні параметри і оцінюючи якісні ознаки технічного стану агрегату.
Всі показники різноманітних властивостей надійності в кінцевому рахунку залежать від технічного стану машини або її складової, стабільності їх структури, терміну зберігання значень параметрів технічного стану в заданих границях. Підвищення хоча б одним структурним параметром граничного значення означає порушення справності або робочої придатності машини, її складової частини.
Частота (вірогідність) порушення робочої придатності машини, тобто частота відмов при експлуатації, визначає рівень її безвідмовності. Збільшення частоти відмов погіршує показники ремонтної придатності і негативно впливає на довговічність машини та її складової частини.
Керування надійністю та технічним станом - це ціле направлена зміна з допомогою показників, які можна змінювати, властивостей машини або її складової частини, що веде до поставленої мети.
Мета керування надійністю і технічним станом полягає в забезпеченні при виготовленні , відновленні при ремонті і підтримуванні при технічному обслуговуванні високого та оптимального рівня робочої придатності машини, в створенні умов, які дозволяють знизити частоту відмов при невеликих матеріальних і фінансових затратах.
Надійністю машини можна керувати різними шляхами. Найбільш прогресивний метод керування надійністю - покращення фізико-технічних властивостей елементів машини і їх будови. Ці можливості реалізують на етапі проектування, розробки машини або її складової частини. Застосування зносостійких матеріалів, створення умов, які зменшують енергію, що затрачається на тертя та знос складових частин , використання посилених ущільнень, фільтруючих елементів і т. д. різко знижує швидкість зносу, зміни параметрів стану, збільшує середній ресурс складових частин. Скорочується число відмов, а значить і число ремонтів машини, загальна затрата праці, термін та затрачені кошти на ремонтні роботи.
Збільшення напрацювання між відмовами дозволяє збільшувати придатність технічного обслуговування , виключає ряд регламентованих операцій, тобто також знизить затрати праці, термін та вартість обслуговування.
Другий шлях керування технічним станом, надійністю машини полягає в зміні динаміки структурних параметрів елементів. Визначаючи оптимальні допустимі відхилення структурних параметрів технічного стану, змінюючи міжконтрольні напрацювання, підвищуючи ступінь відновлення початкових характеристик при технічному обслуговуванні і ремонті, попередньо замінюючи складові частини, які швидко зношуються, збільшують напрацювання між відмовами, зменшують середню швидкість зміни параметрів стану машини. Ці заходи застосовують на етапі експлуатації.
Керування надійністю шляхом покращення параметрів розподілу ресурсів або напрацювання до відмови і параметрів потоку відмов елементів можна уявити як результат реалізації перших двох шляхів керування.
Для підтримання і відновлення високого та оптимального рівня робочої придатності використовують комплекс керуючих показників.
Керуючі показники - це показники, які впливають на технічний стан і надійність об'єкта. Їх можна застосовувати для досягнення цілі. Це допустимі та граничні відхилення параметрів, міжконтрольне напрацювання, запас або середнє напрацювання на відмову, призначений залишковий запас до ремонту, термін використання машини, а також сумарні затрати на технічне обслуговування та ремонт.
Запас, або напрацювання на відмову, характеризує ступінь відновлення робочої придатності складової частини при ремонті так само, як ці показники характеризують ступінь забезпечення робочої придатності при виготовленні складової частини.
Як і в кожному процесі керування, можна виділити мету, систему якою керують, показники, якими керують, цільові функції керування, динамічний характер і причинний зв'язок елементів системи, зворотний зв'язок.
При експлуатації ціль керування складається в збереженні високої або оптимальної надійності машини, тобто системи, якою можна керувати.
Система технічного обслуговування і ремонту, яка представляє собою сукупність засобів, документації і виконавців, необхідних для підтримування і відновлення надійності і ефективності роботи машин, регламентована відповідними правилами, положеннями та рішеннями.
Серед численних рішень існує декілька, які називаються стратегіями. Стратегія технічного обслуговування і ремонту може бути по потребі після відмови, регламентована в залежності від напрацювання (терміну служби); за станом (за результатами періодичної діагностики, контролю).
Оптимальну стратегію вибирають з допомогою цільової функції - формалізованого запису вибраної цілі з врахуванням ряду обмежень. Якщо сформульована цільова функція і система обмежень, задача оптимізації стратегії технічного обслуговування і ремонту поставлена. Наступний крок - пошук його вирішення.
Оптимізація стратегії технічного обслуговування і ремонту - це вибір найкращої стратегії із трьох можливих. Вона повинна бути реальною і забезпечувати досягнення цілі - необхідного максимуму даного критерію.
Оптимізація стратегії технічного обслуговування і ремонту дозволяє вирішувати ряд задач керування як при технічному обслуговуванні , так і при ремонті.
8