Введение. 
Характеристика отказов объектов промышленной теплоэнергетики

ГОСТ 27.002−89 1¹ ГОСТ 27.002−89. Надёжность в технике. Основные понятия и определения. Госкомитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам. -М.: 1990. определяет тринадцать основных видов отказов технических объектов. Эта классификация не является единственной, но она достаточно полно обобщает накопленный опыт эксплуатации объектов различного назначения.

Практика эксплуатации показывает, что на многих однотипных объектах возникают преимущественно отказы одного или нескольких видов и в тоже время один и тот же отказ может принадлежать к нескольким классам.

Существуют достаточно изученные общие закономерности возникновения и развития основных отказов, что позволяет рекомендовать для практических расчётов хорошо проявившие себя модели отказов. Рассмотрению некоторых таких закономерностей посвящена данная лекция.

Классификация отказов объектов промышленной энергетики

Отказы классифицируют по способам проявления или обнаружения, по причинам возникновения, по последствиям или способам устранения.

По способу проявления (обнаружения) отказа различают:

Внезапный отказ — отказ, характеризующийся скачкообразным изменением одного или нескольких параметров объекта.

Постепенный отказ — отказ, возникающий в результате постепенного изменения значений одного или нескольких параметров объекта.

Явный отказ — отказ, обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования при подготовке объекта к применению или в процессе его применения по назначению.

Скрытый отказ — отказ не обнаруживаемый визуально или штатными методами и средствами контроля и диагностирования, но выявляемый при проведении технического обслуживания или специальными методами диагностики.

По причинам возникновения различают:

Конструктивный отказ — отказ, возникший по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленных правил и (или) норм проектирования и конструирования.

Производственный отказ — отказ, возникший по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленного процесса изготовления или ремонта, выполняемого на ремонтном предприятии.

Эксплуатационный отказ — отказ, возникший по причине, связанной с нарушением установленных правил и (или) условий эксплуатации.

Деградационный отказ — отказ, обусловленный естественными процессами старения, изнашивания, коррозии и усталости при соблюдении всех установленных правил и (или) норм проектирования, изготовления и эксплуатации.

Независимый отказ — отказ, не обусловленный другими отказами.

Зависимый отказ — отказ, обусловленный другими отказами.

По последствиям, наступающим после отказа, различают:

Ресурсный отказ — отказ, в результате которого объект достигает предельного состояния.

Сбой — самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняемый незначительным вмешательством оператора.

Перемежающийся отказ — многократно возникающий самоустраняющийся отказ одного и того же характера.

В различных отраслях техники существуют ведомственные классификации, необходимость которых объясняется тем, что требуется, например, дополнительно учесть потери, вызванные отказом. Такие классификации обычно затрагивает интересы заказчика и поэтому согласовываются с ним. Подобный подход часто встречается в международных стандартах. Классификация по последствиям отказа необходима при нормировании надёжности (в частности, для обоснования выбора номенклатуры и численных значений показателей надёжности), а также при установлении гарантийных обязательств.

Разделение отказов на внезапные и постепенные носит условный характер, так провести границу как между ними для многих объектов практически невозможно.

Цель такого разделения связана с желанием прогнозировать момент наступления отказа. Считается, что внезапный отказ невозможно предсказать с использованием средств диагностирования. Однако механические, физические и химические процессы, которые лежат в основе накопления повреждений в деталях и узлах, как правило, протекают достаточно медленно. Так, например, усталостная трещина в трубопроводе теплотрассы, зародившаяся из коррозионной язвы, медленно растёт в процессе эксплуатации и может быть своевременно обнаружена средствами неразрушающего контроля (постепенный отказ). Если соответствующий контроль не проводился, то появление течи (отказ) будет внезапным. С развитием средств технического диагностирования всё большее число отказов будет переходить в класс постепенных.

Классификация отказов по причинам возникновения установлена с целью выявления, на какой стадии создания или существования объекта следует провести мероприятия для устранения причин отказов. Подобную классификацию необходимо применять и для комплектующих элементов, изготовленных на другом предприятии. При эксплуатации сложных объектов встречаются отказы, имеющие не одну, а несколько причин.

Особого внимания заслуживают деградационные отказы, которые встречаются чаще всего на заключительной стадии эксплуатации объекта, когда вследствие естественных процессов старения и изнашивания объект или его элементы приближаются к предельному состоянию. Расчётами на прочность деталей и узлов должна быть обеспечена достаточно малая вероятность возникновения деградационных отказов в течение назначенного ресурса (межремонтного срока). Кроме того, для снижения такой вероятности предусматривается соответствующая система технического обслуживания и ремонта.

Многообразие объектов и соответствующее многообразие отказов позволяют дополнительно классифицировать их, например, по природе происхождения (естественные и искусственные), по возможности последующего использования объекта (полные и частичные), по числу причин отказов элементов объектов и т. п.