Timofeeva_S_S_Nadezhnost_tekhnicheskikh_sistem_i_tekhnogenny_risk_uchebn_posobie_Irkutsk_Izd-vo_IRNITU_2015_Ch_1_141

3. Определяется вероятность отказа электродвигателя привода конвейера (подсистемы Ч) и вероятность его безотказной работы:

Q (Ч) = 1 – P(Ш) · P(Щ);

Q(Ч) = 0,39; Р(Ч) = 0,61.

4. Определяется вероятность отказа электрической части привода конвейера (подсистемы Т) и вероятность ее безотказной работы. По «дереву неисправностей» Т = Ч.

Q(Т) = Q(Ч) = 0,39; P(Т) = P(Ч) = 0,61.

5. Определяется вероятность отказа механической части привода конвейера (подсистемы У) и вероятность ее безотказной работы:

Q (У) = 1 – P(33) · P(34);

Q(У) = 0,503; Р(У) = 0,496.

6. Определяется вероятность отказа привода конвейера (подсистемы Н) и вероятность его безотказной работы:

Q (Н) = 1 – P(Т) · P(У) ;

Q(Н) = 0,697; Р(Н) = 0,303.

7. Определяется вероятность отказа механической части окрасочной линии (подсистемы Ж) и вероятность ее безотказной работы:

Q(Ж) = 1 – P(25) · P(26) · P(Н) · P(27) · P(28) · P(35) · P(36);

Q(Ж) = 0,95; Р(Ж) = 0,05.

8. Определяется вероятность отказа механической части электродвигателей насосов (подсистемы Ф) и вероятность ее безотказной работы

Q (Ф) = 1 – P(17) · P(18);

Q(Ф) = 0,076; Р(Ф) = 0,923.

9. Определяется вероятность отказа электрической части электродвигателей насосов (подсистемы Х) и вероятность ее безотказной работы

Q (Х) = 1 – P(19) · P(20);

Q(Х) = 0,33; Р(Х) = 0,67.

10. Определяется вероятность отказа электродвигателей насосов (подсистемы Р) и вероятность их безотказной работы:

Q(Р) = 1 – P(Ф) · P(Х);

Q(Р) = 0,382; Р(Р) = 0,618.

11. Определяется вероятность отказа электрической части гидрооборудования (подсистемы Л) и вероятность ее безотказной работы. По «дереву неисправностей» Р = Л.

Q(Л) = 0,382; Р(Л) = 0,618.

12. Определяется вероятность отказа трубопровода (подсистемы С) и вероятность его безотказной работы:

Q(С) = 1 – P(23) · P(24);

Q(С) = 0,43; Р(С) = 0,57.

13. Определяется вероятность отказа механической части гидрооборудования (подсистемы М) и вероятность ее безотказной работы:

Q(М) = 1 – P(21) · P(22) · P(С);

Q(М) = 0,77; Р(М) = 0,23.

14. Определяется вероятность отказа гидрооборудования (подсистемы Е) и вероятность его безотказной работы:

Q(Е) = 1 – P(Л) · P(М);

Q(Е) = 0,86; Р(Е) = 0,14.

15. Определяется вероятность отказа электрической части пневмооборудования (подсистемы И) и вероятность ее безотказной работы:

Q(И) = 1 – P(13) · P(14);

Q(И) = 0,289; Р(Е) = 0,711.

16. Определяется вероятность отказа механической части пневмооборудования (подсистемы К) и вероятность ее безотказной работы:

Q(К) = 1– P(15) · P(16);

Q(К) = 0,797; Р(К) = 0,203.

17. Определяется вероятность отказа пневмооборудования (подсистемы Д) и вероятность его безотказной работы:

Q(Д) = 1 – P(И) · P(К);

Q(Д) = 0,999; Р(Д) = 0,001.

18. Определяется вероятность отказа механической части электродвигателей вентиляторов (подсистемы О) и вероятность ее безотказной работы:

Q(О) = 1 – P(9) · P(10);

Q(О) = 0,007; Р(О) = 0,923.

19. Определяется вероятность отказа электрической части электродвигателей вентиляторов (подсистемы П) и вероятность ее безотказной работы:

Q(П) = 1 – Р(11) · P(12);

Q(П) = 0,34; Р(П) = 0,66.

20. Определяется вероятность отказа электродвигателей вентиляторов (подсистемы З) и вероятность их безотказной работы:

Q(З) = 1 – P(О) · P(П);

Q(З) = 0,339; Р(П) = 0,609.

21. Определяется вероятность отказа электрооборудования окрасочной линии (подсистемы Г) и вероятность его безотказной работы:

Q(Г) = 1 – P(1 · P(2) · P(3) · P(4) · P(«З») × P(5) · P(6) · P(7) · P(8);

Q(Г) = 0,87; Р(Г) = 0,13.

22. Определяется вероятность отказа подсистемы В и вероятность ее безотказной работы:

Q(В) = 1 – P(Г) · P(Д)) · P(Е)) · P(Ж));

Q(В) = 0,999; Р(В) = 0,001.

23. Определяется вероятность отказа подсистемы Б и вероятность ее безотказной работы:

Q(Б) = 1– P(37) · P(38) · P(39) · P(40);

Q(Б) = 0,74; Р(Б) = 0,26.

24. Определяется вероятность отказа окрасочной линии (системы А) и вероятность ее безотказной работы:

Q(А) = 1 – P(Б) · P(В);

Q(А) = 0,99974; Р(Б) = 0,00026.

Полученное значение вероятности отказа системы свидетельствует о том, что система ненадежна. Показатели ее безотказности могут быть улучшены путем резервирования тех звеньев, вероятность отказа которых велика, с целью улучшения показателей безотказности наименее надежных подсистем и (или) путем уменьшения расчетного времени t.

Теоретические положения. Системы газоснабжения на промышленных предприятиях организуются в соответствии с типовой схемой централизованного газоснабжения постов

Системы газоснабжения на промышленных предприятиях организуются в соответствии с типовой схемой централизованного газоснабжения постов, изображенных на рис. 1.

Рис. 1. Схема централизованного снабжения газорезательных постов пропаном и кислородом:1 – запорная арматура; 2 – шкаф ввода пропана; 3 – обратный клапан; 4 – клапан обратный огнепреградительный; 5 – газообразный пост пропана; 6 – газопровод пропана; 7 – ГХК-3/16 (газификатор холодный криогенный); 8 – регулятор давления; 9 – дифманометр; 10 – редуктор БКО; 11 – газопровод кислорода; 11П – трубопровод для сброса кислорода; 6П – газопровод для сброса пропана; 12 – газообразный пост кислорода; 13 – вентиль для кислорода

Кислород поступает к стационарным рабочим постам по газопроводу 11 от соответствующего источника питания (газификатор). Пропан поступает по газопроводу 6 из подземного резервуара емкостью 4,2 м3. Пропан подается непосредственно в цеховой газопровод. На входе трубопровода пропана в цех устанавливается центральный предохранительный сухой затвор 1 (запорная арматура), предназначенный для защиты межцехового газопровода от проникновения в него обратного удара пламени. Непосредственно за затвором (по ходу газа) на вводе газа в цех устанавливается шкаф 2 ввода пропана с запорным вентилем и манометром, которые должны располагаться в доступном и удобном месте. Запорные вентили 1 устанавливают также на ответвлениях трубопровода пропана, предназначенных для подачи пропана на отдельные участки цеха.

К трубопроводу пропана присоединен через запорный вентиль трубопровод 6П для сброса продувочных газов в атмосферу. Сбросной трубопровод располагается не менее чем на 1000 мм выше конька перекрытия. Аналогично к кислородопроводу присоединяется сбросной трубопровод 11П через запорный вентиль 13.

На входе кислородопровода в цех, так же как и на каждом ответвлении внутрицеховой разводки газопроводов, устанавливается запорная арматура.

В местах потребления газов на газопроводах пропана и кислорода установлены газообразные посты 5 и 12, в состав которых входят соответствующие запорные, регулирующие и предохранительные устройства, обеспечивающие нормальную работу огневой аппаратуры. Питание ее кислородом ведется от редуктора БКО (баллонного кислородного однокамерного) газообразного поста. Давление кислорода в газопроводе не может быть выше 1,6 МПа (16 кгс/см2).

К трубопроводу пропана присоединение инструмента (резака) осуществляется через предохранительное устройство – обратный клапан. При питании цеховых газопроводов для пропана от перепускных рамп давление в трубопроводе пропана не может превысить 0,07 МПа (0,7 кгс/см2), поэтому применяют газоразборные посты с жидкостным или сухим затвором. Предохранительные постовые затворы должны соответствовать максимально возможному давлению в трубопроводе пропана и расходу газа аппаратурой.

Параметрическим отказом в данной системе будет являться понижение давления вследствие перелива либо недолива смеси пропана среднего давления или же повышение температуры, вызванное повышением температуры окружающей среды. «Дерево неисправностей» изображено на рис.

2.

Рис. 2. «Дерево неисправностей» системы газоснабжения

Исходные данные для расчета надежности представлены в табл. 1.

Таблица 1 - Интенсивность отказов элементов системы газоснабжения

	Позиция Наименование отказа	Интенсивность отказов ,
		ч–1
	Недолив смеси
	Перелив смеси
	Повышение температуры

Отказ запорной арматуры Отказ шкафа ввода пропана

Отказ поста газораспределительного Отказ клапана обратного

Отказ клапана обратного огнепреградительного Отказ трубопровода пропана Отказ запорной арматуры

Отказ газификатора холодного криогенного ГХК- 3/1,6

Отказ регулятора давления Отказ дифференциального манометра Отказ редуктора БКО Отказ трубопровода кислорода

Для того чтобы определить вероятность отказа системы газоснабжения, необходимо определить вероятность безотказной работы каждого элемента данной системы.

Вероятность безотказной работы каждого элемента определяется по формуле

,

где t – наработка до отказа i-го изделия.

Определяется вероятность безотказной работы элементов системы для t =

10000 ч и t = 20000 ч.

Для t = 10000 ч: Для t = 20000 ч:

;

;

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

; ;

;	;
;	;
;	;
;	;

; ;

; ;

Для t = 10 000 ч:

Вероятность отказа подсистемы З:

;

;

.

Вероятность отказа подсистемы Ж:

;

.

Вероятность отказа подсистемы Е:

;

.

Вероятность функционального отказа В:

;

.

Вероятность отказа подсистемы Г:

;

;

.

Вероятность отказа подсистемы Д:

;

.

Вероятность отказа подсистемы Б:

;

;

.

Рассчитывается вероятность отказа резака, т. е. вероятность отказа системы газоснабжения А:

;

.

Для t = 20 000 ч:

Вероятность отказа подсистемы З:

;

;

.

Вероятность отказа подсистемы Ж:

;

;

.

Вероятность отказа подсистемы Е:

;

.

Вероятность функционального отказа В:

;

.

Вероятность отказа подсистемы Г:

;

;

.

Вероятность отказа подсистемы Д:

Вероятность отказа подсистемы Б:

;

;

.

Вероятность отказа системы А определяется по формуле

;

;

.

Все значения вероятности отказов системы сведены в табл.

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНАМ

Задание 1.Определить в соответствии с вариантом (табл. 1) один из показателей надежности (вероятность безотказной работы P(t), время безотказной работы t или интенсивность отказов λ в период нормальной эксплуатации).

В период нормальной эксплуатации постоянные отказы не проявляются, и надежность характеризуется внезапными отказами. Эти отказы вызываются неблагоприятным стечением многих обстоятельств и поэтому имеют постоянную интенсивность, которая не зависит от возраста изделия:

λ(t) = λ = cоnst,

где λ = 1/mt; m t – средняя наработка до отказа (обычно в часах).

.

Здесь t – наработка до отказа i-го изделия; N – общее число наблюдений. Тогда λ выражается числом отказов в час и, как правило, составляет малую величину.

Вероятность безотказной работы

.

Она подчиняется экспоненциальному закону распределения времени безотказной работы и одинакова в любых одинаковых промежутках времени в период нормальной эксплуатации.