8.2. Розпізнавальні ознаки відмов

Виявлення факту відмови об’єкта тягне за собою необхідність проведення оперативних дій експлуатаційного персоналу щодо зміни порядку роботи об’єкта, проведення організаційно-технічних заходів щодо усунення відмови, розслідуванні причин відмови та накладання адміністративних стягнень і економічних санкцій на винних у відмові об’єкта чи його аварії. Позиції розробника проекту, виробника чи будівельника і замовника до факту відмови можуть не співпадати через відомчі і власні інтереси.

Для достовірного визначення і визнання кожною із сторін ознак факту переходу об’єкта в непрацездатний стан, в нормативно технічних документах встановлюються конкретні ознаки цього стану для кожного об’єкта або виробу.

Критерієм відмови є ознака чи сукупність ознак порушення працездатного стану об’єкта які встановлені у нормативній та (або) конструкторській (проектній) документації (ДСТУ 2860), тобто в технічному завданні на розробку, в програмах випробувань, в технічних умовах, в інструкціях з експлуатації і ремонту.

Ознаки стану об’єкта, які вибираються для використання їх в якості критеріїв відмови і граничного стану, повинні забезпечувати простоту виявлення наявності відмови або граничного стану за допомогою відчуття людини, або за допомогою технічних засобів, забезпечувати попереджувальне виявлення граничного стану об’єкта до виникнення відмови, а також достовірності і однозначності, які виключають можливість прийняття невірного (хибного) рішення щодо виникнення або не виникнення відмови або граничного стану.

Виходячи із складності великих систем водного господарства наведемо загальні для більшості систем ознаки відмов:

а) припинення (повне або часткове) виконання об’єктом заданих функцій;

б) відхилення заданих показників якості за границі встановлених норм;

в) відмови і граничні етапи складових частин об’єкта, які приводять до повного або часткового припинення функціонування об’єкта або виходу його показників якості за межі встановлених норм;

г) виникнення процесів, які перешкоджають функціонуванню об’єкта;

д) досягнення об’єктом призначеного ресурсу або призначеного терміну служби;

е) досягнення об’єктом критичного стану;

ж) техніко-економічні фактори;

з) критичний чи граничний стани довкілля

8.3. Класифікація відмов

При аналізі і обробленні інформації про відмови технічних об’єктів проводять розподіл відмов на класи, групи тощо. Кількісний аналіз такої інформації дає можливим виявляти закономірності відмов. На основі аналізу відмов і встановлення законів їх формування розробляються заходи щодо оперативного підтримання об’єктів у справному стані та складається прогноз стану об’єкта на перспективу.

Об’єктом аналізу є система, споруда, машина, підсистема, апаратура, функціональна одиниця, пристрій, елемент чи будь-яка її частина, що розглядається з погляду надійності як самостійна одиниця (ДСТУ 2860). Крім того, як об’єкт може розглядатися технологічна система.

Відмова – подія, яка полягає у втраті об’єктом здатності виконувати потрібну функцію, тобто у порушенні працездатного стану об’єкта. Відмова є подія, що одночасно є станом та причиною відмови.

Експлуатаційна інформація про відмови чи результати виробничого випробування об’єктів характеризується різнорідністю і непридатна для аналізу без її класифікації.

Процедура класифікації відмов полягає в тому, що за кожною класифікаційною ознакою виявляють відповідне значення відмови. Далі відмови групують за ознаками, які збігаються. Термін «класифікація відмов» застосовують також для означення сукупності класифікаційних ознак і їх значень.

Зведена класифікація відмов наведена в табл. 8.1.

Відмови розподіляються на три характерні групи:

• за характером виникнення відмов;

• за характером проявлення відмов;

• за можливістю усунення відмов.

За характером виникнення відмови і зміни основного параметра об’єкта до моменту виникнення відмови остання відноситься до раптової або поступової.

Раптова відмова – це відмова, яку неможливо передбачити попередніми дослідженнями чи технічним оглядом. Наприклад, річне руйнування труби при роботі водогону і витікання води в місці розриву, призводить до зниження тиску та зниження подачі води в пункт водовиділу.

Поступова відмова спричинена поступовими змінами значень одного чи декількох параметрів об’єкта. Поступову відмову можна передбачити попередніми дослідженнями чи технічним оглядом, інколи її можна відвернути заходами технічного обслуговування, наприклад замулення каналу, водосховища чи басейну добового регулювання тощо. Іншим прикладом поступового збільшення фільтрації через тіло насипної греблі спричиняється суфозією ґрунту, її деградацією і можливою відмовою.

Причиною виникнення відмови можуть бути процеси, події і стан, які обумовлюють виникнення відмови. Це можуть бути природні процеси зносу і старіння матеріалів об’єкта, дефекти матеріалів і комплектуючих елементів, дефекти, які допущені при конструюванні, при виготовленні, монтажі чи випробуванні, при використанні.

Таблиця 8.1

Класифікація відмов

Ознака класифікації	Вид відмови
1. За виникненням відмов
1.1. Характер зміни основного параметру об’єкту до моменту виникнення відмови	а) раптова б) поступова
1.2. Час виникнення відмови	а) у період випробування; б) у період припрацювання; в) у період нормальної експлуатації; г) у період інтенсивного зносу
1.3. Причина виникнення: а) при конструюванні: помилки конструктора, недосконалість прийнятих методів у розрахунках і конструюванні; б) при виготовленні: помилки при виготовленні та ремонті (порушення прийнятої технології), недосконалість технології; в) при експлуатації: порушення правил експлуатації, зовнішні впливи, які не відповідають нормам експлуатації	а) конструкційна; б) виробнича; в) експлуатаційна
1.4. Зв’язок між відмовами	а) незалежна; б) залежна
2. За характером проявлення відмов
2.1. Зовнішня ознака	а) очевидна (явна); б) прихована (неявна)
2.2. Кількість проявлення	а) одинична; б) групова; в) масова
2.3. Ступінь порушення функціонування	а) повна; б) часткова
2.4. Характер порушення функціонування	а) функціональна; б) параметрична
2.5. Характер стійкості відмов	а) стійка; б) перемежована
2.6. Наслідки відмов	а) легка; б) важка; в) безпечна; г) небезпечна
3. Можливість усунення	а) неусувна; б) усувна

Конструкційна відмова спричинена недостатністю чи порушенням встановлених правил і (чи) норм проектування та конструювання об’єкта. Конструкційні відмови виникають внаслідок помилок конструкторів чи проектувальників, недосконалості прийнятих методів розрахунку і конструювання, відсутності досвіду проектування нових об’єктів.

Виробнича відмова – це відмова, що спричинена невідповідністю виготовлення об’єкта його проекту чи нормам виробничого процесу. Виробничі відмови є наслідком помилок і порушень прийнятої технології при виготовленні і ремонті об’єкта, недосконалості технології виробництва чи будівництва.

Відмова через неправильне поводження, перевантаження, неміцність, деградацію тощо можливо відносно віднести до експлуатаційних, які у той чи інші спосіб відображають стан об’єкта, чи стан використання об’єкта.

Відмова через неправильне поводження спричинена неправильним чи необережним поводженням об’єкта, наприклад при неправильному заповненні трубопроводів виникають руйнівні гідравлічні удари в трубопроводах, неправильне маневрування затворами гідротехнічної споруди призводить до розмиву і руйнування водобою і рисберми.

Відмова через перевантаження – це відмова, що спричинена діянням під час використання об’єкта навантажень, що перевищують його встановлену спроможність, наприклад піднімання краном вищої ніж розрахункова, ваги або руйнування гідротехнічних споруд катастрофічним паводком.

Відмова через неміцність – це відмова, що спричинена неміцністю самого об’єкта, коли діяння навантаження на об’єкт не перевищують встановлену спроможність об’єкта, наприклад розмив і руйнування укосів каналу в легких піщаних ґрунтах є природною особливістю, або руйнування дамби каналу в результаті набутого зменшення ущільнення заморожуванням та відтаюванням ґрунту.

Деградована відмова – це відмова, що спричинена процесами деградації в об’єкті при дотриманні усіх встановлених правил і (чи) норм його проектування, виготовлення та експлуатації. Такий характер відмови відображає об’єктивний характер протікання процесів змін в матеріалі чи в природному оточенні об’єкта.

В залежності від зв’язку з іншими відмовами виділяють залежну та незалежну відмови.

Залежна відмова – це відмова об’єкта, що спричинена прямо чи непрямо відмовою або несправністю іншого об’єкта. Наприклад, замулення магістрального осушувального каналу спричиняє інтенсивному його замулюванню через зменшення швидкості води в кожній частині.

Незалежна відмова – це відмова об’єкта, що не спричинена прямо чи непрямо відмовою або несправністю іншого об’єкта.

За характером проявлення відмов останні розрізняються: за зовнішньою ознакою, за кількістю проявлення, за ступенем проявлення, за характером порушення функціонування, за характером стійкості відмов, за наслідками відмов.

За зовнішнім проявом ознак відмови розділяють на явну і приховану відмови та збій.

Явна відмова – відмова виявляється візуально чи штатними методами і засобами контролю та діагностування під час підготовки об’єкта до використання чи в процесі йог використання за призначенням.

Прихована відмова – це відмова, що не виявляється візуально чи штатними методами і засобами контролю та діагностики, але виявляється під час проведення технічного обслуговування чи спеціальними методами діагностики.

За ступенем порушення функціонування виділяють повну і часткову відмови та збій.

Повна відмова – це відмова що призводить до повної неспроможності об’єкта виконувати жодну з потрібних функцій наприклад зупинка насосної станції через відмову системи енергопостачання.

Часткова відмова – це відмова що призводить до неспроможності об’єкта виконувати частину з потрібних функцій наприклад відмова однієї дощувальної машину допоміжній сівозміні.

За характером порушення функціонування можуть бути виділені функціональні і параметрична відмови.

Функціональна відмова – це відмова об’єкта з однієї із заданих функцій. Функціональні відмови властиві об’єктам якими передбачено виконання декількох різних функцій і є різновидністю часткових відмов. Наприклад, розрив тіла труби приводить до витікання води в ґрунт і зниженню тиску води в трубопроводі нижче розрахункового тиску на гідранті водовипуску. При цьому є функціональна відмова мережі тому, що вказаного тиску недостатньо для роботи дощувальних машин. До функціональних відмов, як правило, відносять порушення якісних показників функціонування об’єкта, наприклад, повна зупинка подачі води насосною станцією тощо.

Параметрична відмова – це відмова, яка характеризується відхиленням значень хоча б одного робочого параметра об’єкта за межі допуску. До параметричних відмов відносять порушення кількісних вимог функціонування, наприклад, перевищення шорсткості трубопроводу через корозію внутрішніх стінок і обростання стінок молюсками дрейсен тощо, яке приводить до зниження напору на гідранті в результаті втрат напору при русі води.

В залежності від стійкості проявлення відмови розділяють на систематичну стійку та повторювану відмову та збій (перемежовану).

Систематична відмова – це відмова, яка однозначно пов’язана з певною причиною, яку можна усунути лише після модифікації проекту чи виробничого процесу, правил експлуатації, документації чи інших чинників, що враховуються.

Повторювальна відмова – це відмова одного й того ж характеру, що виникає багаторазово.

Збій – це самоусувна відмова, яку незначним втручанням усуває оператор.

За наслідками проявлення відмови розподіляють на легку, важку, безпечну та небезпечну. Це відмови, які не ускладнюють або ускладнюють роботу системи.

Критична відмова – це така відмова, що за оцінками може привести до травмування людей, значних матеріальних збитків чи до інших неприйнятих наслідків.

За можливістю усунення відмови поділяють на неусувні та усувні.

Неусувна відмова – це відмова, яку немає можливості усунути або немає необхідності. Катастрофічне руйнування і розмив греблі є неусувна відмова.

Усувна відмова – відмова, яку в процесі експлуатації чи виробництва може бути усунена засобами ремонту. Наприклад відмова технологічної лінії подачі і розподілу води після відмови насосного агрегату. Заміна насосного агрегату або включення резервного усуває відмову.

Крім того за способами усунення відмов останні можуть бути розділені на такі операції: заміни елемента; регулювання його роботи; включення резерву; тощо.

Крім названих вище ознак відмов, відмови можуть бути розділені на відмови окремих елементів системи або їх частин: відмови НС, трубопроводів, ДМ, які при аналізі розглядаються як підсистеми.