1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Анализ возможных причин

Анализ возможных причин повреждения аппаратов

Определить истинную причину повреждения не всегда бывает просто, так как кажущаяся на первый взгляд очевидной причина повреждения в действительности может являться следствием ряда других взаимосвязанных между собой явлений. Причины повреждений производственного оборудования можно разделить на три группы.

Механическая прочность технологического оборудования является необходимым условием для обеспечения его безопасной эксплуатации. Под механической прочностью понимают способность материала воспринимать усилия рабочих нагрузок, не разрушаясь и не образуя пластических деформаций сверх предельно установленных величин.

В основе работы технологического устройства лежит материальный и энергетический (тепловой) балансы. Согласно материальному балансу масса исходных веществ ΣGпр процесса должна быть равна массе его конечных продуктов ΣGух независимо от того, каким изменениям оно подверглось в данном аппарате.

Если ΣGпр = ΣGух, то в аппарате будет сохраняться нормально установленное для него давление. Если же по каким-либо причинам указанное равенство нарушится, то в аппарате образуется повышенное или пониженное давление. Давление будет возрастать в том случае, когда поступление веществ в аппарат или трубопровод будет возрастать при неизменном расходе или когда расход веществ будет уменьшаться при постоянном поступлении, т.е. когда

Нарушение материального баланса происходит при несоответствии производительности насосов и компрессоров принятой интенсивности заполнения аппаратов или действительному расходу продуктов; в случае неправильного соединения аппаратов, работающих с различными давлениями; когда увеличены сопротивления в расходных, дыхательных линиях и т.д. Всякое изменение в расходе должно сопровождаться изменениями в производительности насоса. Если насос будет работать с той же производительностью при сниженном расходе или производительность насоса возрастает в результате в результате увеличения числа оборотов вала или числа ходов поршня, то это неизбежно приведёт к образованию повышенного давления.

Ещё одними из видов механического воздействия являются эрозионный износ и динамические нагрузки. Эрозионный износ характеризуется механическим износом материала аппарата в результате его воздействия на него движущейся рабочей среды как разрушающего элемента. При газовой эрозии (газообразный аммиак) металл разрушается под действием быстродвижущейся или ударяющейся о преграду струи газов. Динамические нагрузки характеризуются перерывами в работе, гидравлическими ударами и вибрациями технологического оборудования, вследствие чего возникает нагрузка на трубопровод, запорную арматуру и корпус аппарата (в период остановка и пуск компрессора, а также при нормальном режиме работы).

Весьма опасным случаем является образование повышенных давлений в аппаратах и трубопроводах при нагревании находящихся жидкостей и газов выше установленного предела. При повышении рабочей температуры давление в аппаратах возрастает за счёт объёмного расширения веществ и увеличения упругости паров и газов.

В аппаратах с наличием газов или перегретого пара давление при повышении температуры увеличивается пропорционально её возрастанию.

Для компрессора характерны температурные напряжения как для толстостенного аппарата (dнар / dвн > 1,1). В толстостенных аппаратах, работающих как при повышенной, так и при пониженной температурах, степень нагретости внутренней и наружной поверхности стенок различна. Температурный перепад по толщине стенки, как и неодинаковый нагрев отдельных участков, и особенно при резком изменении рабочих температур, может вызвать опасные по величине температурные напряжения. По этой причине неоднократно происходили аппаратов и серьёзные аварии.

Резкое изменение рабочей температуры или температуры окружающей среды приводит к перепаду температур в материале стенки аппарата или трубопровода и может вызвать опасные температурные напряжения.

При высокой температуре наблюдается значительное снижение основных показателей, характеризующих механические свойства металлов и их сплавов.

Анализ произошедших повреждений аппаратов при низких температурах показал, что все они являются следствием сочетания хрупкости металла при низких температурах с жёсткостью конструкций (особенно сварных) и концентрацией значительных внутренних напряжений в отдельных узлах, появляющихся под влиянием дополнительных факторов (перепады температуры, действие ветра, динамичность нагрузок и т.п.)

Под химическим износом понимают уменьшение толщины или прочности стенок аппаратов в результате химического взаимодействия материала с обрабатываемыми веществами или внешней средой.

Процесс коррозии может протекать двумя путями: прямым химическим взаимодействием и в результате электрохимических реакций, сопровождающихся протеканием электрического тока между отдельными участками металла.

Химическая коррозия – это чаще всего «газовая» коррозия. Так, например, при взаимодействии металла с газообразным кислородом получаются окислы металлов

Окисел (ржавчина, окалина) не обладает механической прочностью и легко отслаивается от металла. Естественно, что скорость окисления увеличивается с повышением температуры и парциального давления кислорода, а также, если создаются условия для перехода кислорода в атмосферное состояние.

Электрохимическая коррозия представляет собой процесс растворения металлов в электролитах и часто носит межкристаллитный характер. Этот вид коррозии наиболее часто встречается в практике эксплуатации аппаратов и трубопроводов.

К электрохимической коррозии относится: атмосферная коррозия (протекающая во влажном воздухе, имеющем примеси агрессивных паров и газов); коррозия, протекающая в водных растворах химических веществ; коррозия в растворах кислот, щелочей, солей и т.п.; коррозия в расплавленных солях; почвенная коррозия, т.е. коррозия подземных аппаратов и сооружений.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9668 — | 7539 — или читать все.

Анализ возможных причин

Необходимым условием обеспечения эффективной и безопасной эксплуатации технологического оборудования является его прочность. Под прочностью понимается способность материала сопротивляться разрушению, а также необратимому изменению формы (пластические деформации) при действии внешних нагрузок.

Возможны следующие основные комбинации нарушений, приводящие к повреждению технологического оборудования:

— превышение расчетных нагрузок при сохранении расчетной прочности оборудования;

— снижение расчетной прочности оборудования при сохранении расчетных нагрузок;

— одновременное нарушение расчетных нагрузок и расчетной прочности оборудования.

Причины повреждений технологического оборудования принято классифицировать следующим образом:

— повреждения в результате механических воздействий;

— повреждения в результате температурных воздействий;

— повреждения в результате химических воздействий.

Под механическими воздействиями понимают такие воздействия, которые возникают в результате превышения расчетных нагрузок на оборудование при сохранении его расчетной прочности.

Наиболее характерным механическим воздействием является чрезмерное внутреннее давление, возникающее в аппарате при:

· переполнении аппарата жидкостями;

· нарушении материального баланса (поток веществ входящих в систему не соответствует потоку веществ выходящих из системы), возможно при неполном открытии задвижек, а также при несоответствии производительности насосов и компрессоров расходу продукта;

· наличии в аппарате и трубопроводах отложений и пробок;

· из-за отсутствия условий своевременного удаления вытесняемой паровоздушной смеси (при наполнении аппарата). Чаще всего это происходит при загрязнении или обледенении огнепреградителя, когда пропускная способность дыхательной системы не соответствует скорости налива;

· нарушении температурного режима работы вследствие перегрева жидкостей, что обусловлено отсутствием или неисправностью контрольно-измерительных приборов, недосмотром обслуживающего персонала, воздействием высоконагретых соседних аппаратов, повышением температуры окружающей среды и т. п.

При резких изменениях величины давления в аппаратах (гидравлические удары), связанных с резким торможением движущегося потока жидкости в результате вибраций от случайных ударов движущимся транспортом, возникают динамические нагрузки, которые вызывают образование внутренних напряжений в конструкциях аппарата значительно выше тех, которые могут возникнуть от статических нагрузок.

Повреждение технологического оборудования может произойти в результате образования не предусмотренных расчетом температурных перенапряжений в материале стенок аппаратов и трубопроводов, а также в результате ухудшения механических характеристик металлов при низких или высоких температурах.

Температурные перенапряжения в материале аппаратов наступают, когда есть препятствия линейному изменению отдельных элементов или конструкции в целом.

Температурные напряжения наблюдаются при жестком креплении трубопроводов, наличии в аппаратах биметаллических конструкций или конструктивных элементов, находящихся под воздействием неодинаковых температур, в толстостенных конструкциях и при местных изменениях температур в материале аппарата.

Обращающиеся в технологическом процессе вещества и окружающая среда вступают в химическое взаимодействие с материалом, из которого изготовлено технологическое оборудование, вызывая его разрушение. Разрушение материала в результате взаимодействия с соприкасающейся с ним средой называется коррозией.

Разрушающему действию коррозии наиболее подвержены слабые места производственного оборудования: швы, разъемные соединения, прокладки, места изгибов и поворотов труб.

Различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия наблюдается в среде жидких диэлектриков или газов, нагретых до высоких температур. Это окислительно-восстановительный химический процесс, к которому относят кислородную, сероводородную, серную и водородную, а также некоторые другие виды коррозии в аппаратах с температурными режимами от 200 о С и выше.

Электрохимическая коррозия представляет собой процесс растворения металлов в электролитах в результате действия образующихся гальванических пар.

Образование повышенного давления в аппаратах.

Повышение давление может произойти в результате нарушения материального баланса в смесителе-растворителе, если расход краски будет меньше расхода полуфабриката с бензолом. Это возможно при образовании пробок в расходной линии; из-за отсутствия условий своевременного удаления вытесняемой паровоздушной среды (при наполнении аппарата), причиной этого случая может быть загрязнение огнепреградителя, когда пропускная способность дыхательной системы не соответствует скорости налива; уменьшении расхода продукта при его неизменном поступлении; перекрытии расходных линий задвижками; переполнении емкостей при отсутствии переливных линий или автоматики.

Величину перепада давления в линиях для преодоления сопротивления и создания необходимой скорости продукта определяют по формуле:

а общее давление из выражения:

где — потери давления при увеличении сопротивления линий, Па; — конечное давление в системе при увеличении сопротивления линий, Па; — коэффициент i-го местного сопротивления; — коэффициент сопротивления трения, определяемый в зависимости от режима движения продукта; d — внутренний диаметр трубопровода, м; — скорость движения продукта в трубопроводе, м/с; — длина трубопровода, м; — плотность продукта при рабочей температуре, кг/м.

Повышение давление может произойти в результате нарушения материального баланса в центробежном насосе при несоответствии производительности насосов и компрессоров расходу продукта, при увеличении сопротивления в расходных линиях, а также в силу некоторых других причин. Любое изменение в расходе должно сопровождаться изменением производительности насоса или компрессора. Если насос будет работать с той же производительностью, а расход снижен, возникает повышенное давление в аппарате. Чтобы избежать этого явления за насосом устанавливают на линии манометры или автоматические регуляторы давления, которые при повышении давления в системе уменьшают число оборотов вала центробежных насосов, а при уменьшении давления автоматически увеличивают их производительность.

Опасное давление может возникнуть при работе насоса во время закрытых задвижек трубопровода. Такая ситуация может возникнуть при несвоевременном открывании задвижки на линии, в которую подается продукт, неполное открывание задвижки или отключение линии.

Повышение давление также может произойти от повышения температуры подогрева в смесителе-растворителе из-за недосмотра обслуживающего персонала, нарушения условий ведения технологического процесса, при неисправных контрольно-измерительных приборах.

Конечное давление в аппаратах с насыщенными парами жидкостей и наличием жидкой фазы при изменении температуры определяют из выражения:

где — давление насыщенного пара при температуре , Па.

Определим насколько увеличится давление внутри смесителя-растворителя при увеличении рабочей температуры на 20 0 С.

Суммарное давление насыщенного пара над раствором при рабочей температуре 50 0 С составляем Па (см. пункт 2.2).

Для ацетона Па при Т=343 К (приложение 2 табл. 1 [6]).

Для ксилола Па при Т = 327,6 К (приложение табл. 2 [8]);

Читать еще:  Больничный лист после операции срок и продолжительность

Па при Т = 349,1 К.

Суммарное давление насыщенного пара над раствором:

При увеличении температуры внутри аппарата на 20 0 С давление в нем увеличивается практически в 2 раза. Это говорит о том, что при относительно небольшом повышении температуры давление сильно возрастает, что может привести к повреждению оборудования.

Повышение давление также может произойти в насосе от повышения температуры поступающего вещества.

Приращение давления в герметичном аппарате, полностью заполненном жидкостью, при повышении температуры определяют по формуле:

где — коэффициент объемного расширения жидкости, К; — коэффициент объемного сжатия жидкости, м/Н (Па); — коэффициент линейного расширения материала стенок аппарата, К; — изменение температуры в аппарате, 0 С.

При проведении технических расчетов можно пользоваться упрощенной формулой (погрешность расчета не превышает 5-7%):

При повышении температуры краски на 10 0 С, приращение давления будет:

где, для ацетона, К; Па.

При увеличении температуры всего на 10 0 С, давление в насосе увеличится по сравнению с рабочим давлением в 14 раз. Это говорит о том, что при относительно небольшом повышении температуры давление резко возрастает, что может привести к повреждению оборудования.

Произведем расчет предохранительного клапана для смесителя-растворителя.

1) избыточное давление срабатывания предохранительного клапана исходя из избыточного рабочего давления в аппарате (пункт 2.4 [8]):

2) молекулярная масса продукта кг/кмоль.

3) плотность среды в аппарате при давлении срабатывания предохранительного клапана и рабочей температуре:

где — рабочая температура среды в аппарате, 0 С;

— абсолютное давление срабатывания клапана, МПа.

4) давление на выходе в отводящий трубопровод Рвх = 0,14 МПа, принимаем

где Рс — абсолютное давление среды в закрытой системе, куда производится сбрасывание парогазовой среды, МПа.

5) определяем коэффициент , для жидкостей принимают равным единице.

6) определяем необходимую площадь проходного сечения предохранительного клапана (м 2 ) при максимальной производительности аппарата по парогазовой среде во время аварийной ситуации:

где — максимальная производительность аппарата по парогазовой среде, кг/с; — коэффициент расхода среды через клапан (величина составляет в среднем 0,16-0,17).

Образование динамических воздействий в аппаратах.

В центробежном насосе может возникнуть гидравлический удар в результате быстрого закрывания или открывания вентилей на трубопроводах, при больших пульсациях подаваемой насосами жидкости, при резком изменении давления.

Приращение давления в трубопроводе при гидравлическом ударе определяют по формуле Н.Е. Жуковского:

где с — скорость распространения ударной волны:

где — плотность жидкости при рабочей температуре, кг/м; d — внутренний диаметр трубы, м; Е — модуль упругости материала трубы, Па (см. табл. 14 и 19 приложения); s — толщина стенки трубы, м; — уменьшение скорости движения жидкости в трубопроводе, м/с:

где — начальная скорость движения продукта в трубопроводе, м/с; — конечная скорость движения продукта в трубопровод, м (часто =0).

Для предотвращения возможности возникновения гидравлического удара на трубопроводах устанавливают медленно закрывающиеся задвижки, воздушные колпаки и предохранительные клапаны, автоматически открывающиеся при повышении давления выше нормативного.

Образование температурных напряжений.

В нашем случае отсутствует возможность образования температурных напряжений.

Образование химического износа (коррозии).

В нашем случае отсутствует возможность образования коррозии, так как продукт, обращающийся в производстве, не обладает коррозийными свойствами.

Анализ возможных причин повреждения аппарата

Повреждения аппаратов и трубопроводов являются следствием сложных одновременно протекающих физико-химических процессов. Чаще всего повреждение подготавливается постепенно совместным действием механических и химических причин, которые проявляются при нарушении установленного технологического регламента или отсутствии систематического контроля за действительным состоянием оборудования.

Следовательно, для предупреждения повреждений и аварий большое значение имеет систематический надзор за состоянием аппаратов и регулярное их испытание на прочность и герметичность.

Для обеспечения безопасности помещений большое значение имеют эффективно действующая вентиляция (в том числе аварийная), а также наличие специальных систем, обеспечивающих защиту от образования взрывоопасных концентраций паров и газов в воздухе.

Работа производственного оборудования в каждом цехе и отделении, нормы межремонтного пробега, нормы его загрузки и основные параметры процесса должны соответствовать требованиям утвержденного технологического регламента.

Нарушения установленных норм давления, температуры и других параметров технологического регламента подвергаются тщательному рассмотрению.

Все аварии, взрывы, пожары и загорания расследуются с целью выяснения причин и принятия мер, предупреждающих повторение подобных случаев.

Повреждения аппаратов и трубопроводов могут носить местный, т.е. локальный характер (образование трещин, свищей, сквозных отверстий от коррозии, прогары теплообменной поверхности и т.п.), но может, происходит и полное разрушение. В первом случае через образовавшиеся отверстия почти под постоянным давлением продукт в виде струй пара, газа или жидкости будет выходить наружу. Во втором случае все содержимое аппарата сразу выйдет наружу, и, кроме того, будет продолжаться истечение жидкости из соединенных с ним трубопроводов.

Чтобы решить какой вид повреждения является наиболее специфичным для данного производства, и какой из аппаратов будет являться наиболее опасным при разрушении, необходимо исходить из результатов анализа возможных причин повреждений и аварий.

Повреждения аппаратов от механических воздействий.

Повышенное давление — причина повреждения аппаратов.

Механическая прочность технологического оборудования является необходимым условием для обеспечения его безопасной эксплуатации. Под механической прочностью понимают способность материала воспринимать усилия рабочих нагрузок, не разрушаясь и не образуя пластических деформаций сверх предельно установленных величин.

Прочность технологического оборудования обеспечивается правильным подбором материала с учетом характера и величин внешних нагрузок, действующих на аппарат. При этом всегда исходят из самых неблагоприятных условий работы аппарата.

При проектировании и изготовлении аппаратов принимают все меры к тому, чтобы предотвратить возможность их повреждения вследствие недостаточной механической прочности. Вместе с тем на промышленных предприятиях нередко наблюдаются повреждения аппаратов и трубопроводов.

Это происходит по многим причинам, в т.ч. и в результате воздействия не предусмотренных расчетом нагрузок, наличие скрытых внутренних дефектов материала, отсутствия или неисправности эффективных средств защиты аппаратов от перегрузок, а также некачественного технического надзора за оборудованием в процессе его эксплуатации. В результате не предусмотренного расчетом механического воздействия материал корпуса аппарата или трубопровода может испытывать чрезмерно высокие внутренние напряжения, способные вызвать не только образование неплотностей в швах и разъемных соединениях, но и полное разрушение аппарата или трубопровода по наиболее слабому сечению.

Причинами появления высоких внутренних напряжений могут являться завышенные против нормы внутренние давления в аппаратах (от нарушения материального баланса, т.е. масса исходных веществ процесса должна быть равна массе его конечных продуктов, независимо от того, каким изменениям оно подвергается в данном аппарата, теплового расширения веществ, прекращения конденсации паров и т.п.) и нагрузки динамического характера, на которые аппарата не рассчитан.

Повреждение аппаратов и трубопроводов от температурных воздействий.

При эксплуатации производственного оборудования неплотности и повреждения могут появиться в результате образования не предусмотренных расчетом температурных напряжений в материале стенок аппаратов и трубопроводов, а также в результате изменения механических свойств металлов под воздействием температуры.

Опасные температурные напряжения в материале возникают при резких изменениях рабочей температуры аппарата или окружающей среды, под влиянием неравномерного воздействия температуры на конструктивные, элементы аппарата, а также при действии изменяющейся или неодинаковой температуры на жестко закрепленные конструкции и узлы аппаратов. Общее внутреннее напряжение, появляющееся в материале от действия полезной нагрузки и от температурных воздействий, может превысить пределы текучести, прочности и вызвать появление необратимых деформаций, разрывы стенок аппарата, трубопровода.

Механические свойства металла могут измениться в худшую сторону при действии на аппарат не предусмотренных расчетом как высоких, так и низких температур. При этом даже нормальные рабочие нагрузки могут привести к появлению необратимых деформаций и повреждению аппаратов или трубопроводов.

Действие предельных температур на оборудование.

Всякое изменение рабочей температуры или температуры внешней среды приводит к изменению температуры материала аппаратов, трубопроводов, а, следовательно, к изменению размеров отдельных элементов, узлов или конструкции в целом. Если конструктивное устройство узлов или конструкции в целом не препятствует свободному изменению их линейных размеров при изменении температуры, то дополнительных внутренних напряжений в материале не возникает. При отсутствии таких возможностей в материале возникают дополнительные температурные напряжения, величина которых зависит от многих факторов, в том числе от свойств материала, размеров конструкции и характера заделки ее концов, величины перепада температуры.

Повреждение аппаратов и трубопроводов в результате коррозии.

Под химическим износом понимают уменьшение толщины или прочности стенок аппаратов в результате химического взаимодействия материала с обрабатываемыми веществами или с внешней средой;

Находящиеся в аппаратах и трубопроводах вещества, имеющиеся в них химические примеси, используемые катализаторы, инициаторы или ингибиторы, а также среда, окружающая аппараты, могут химически взаимодействовать с материалом корпуса, вызывая его разрушение.

Разрушение металла от действия на него соприкасающейся с ним среды называется коррозией.

За последние четверть века борьба с коррозией приобрела особо важное значение, так как вое шире и шире применяются высокие температуры и давления, большие скорости, агрессивные среды и т. п. Защита производственной аппаратуры от коррозии имеет большое народнохозяйственное значение и. кроме того, является своего рода инженерно-техническим мероприятием, снижающим пожарную опасность процесса.

Сущность протекающих химических процессов при коррозии металла не везде одинакова. Поэтому кратко рассмотрим основные виды коррозии.

Виды коррозии и характер коррозионных разрушений.

Коррозия производственной аппаратуры, трубопроводов и прокладочных материалов чаще всего происходит при получении и использовании азотной, серной и соляной кислот, при производстве уксусной кислоты и уксусного альдегида, в результате переработки и хранения сернистых нефтей, при процессах электролиза, в соляных термических ваннах. во время обработки жидкостей и газов, в составе которых находятся хотя бы в небольшом количестве галлоидоводороды, кислоты, щелочи, а также хлористые и сернистые соли. Значительная коррозия наблюдается у поверхностей, омываемых пламенем. у подземных, подводных аппаратов, а также аппаратов, находящихся во влажной среде.

Разрушающему действию коррозии подвержены наиболее слабые места производственной аппаратуры — швы, разъемные соединения, прокладки, места изгибов и поворотов труб и т.п.

Установлено, что в коррозионной среде при недостаточной защите уже после 8—10 лет эксплуатации в стенках подземного трубопровода толщиной 8 мм появляются первые проржавления, т. е. скорость местного разрушения металла коррозией составляет 1 мм/год.

Особенно опасны участки, где обнаруживается действие блуждающих токов. Скорость коррозии трубопровода в этом случае может достигать 2—4 мм/год.

В практике наблюдались случаи сквозных проржавлений стенок аппаратов. магистральных и подводящих продуктопроводов.

Наряду с ущербом, наносимым коррозией в результате потери металла, очень велики убытки, связанные с порчей и выходом из строя аппаратов и установок, машин и механизмов. Значительные убытки наносятся также в результате потерь жидкостей и газов при коррозии магистральных трубопроводов, резервуаров, стенок газгольдеров и т. п.

Процесс коррозии может протекать двумя путями; прямым химическим взаимодействием и в результате электрохимических реакций, сопровождающихся протеканием электрического тока между отдельными участками металла.

Химическая коррозия наблюдается в среде жидких диэлектриков или газов, нагретых до высоких температур. Это окислительно-восстановительный химический процесс, не связанный с протеканием электрического тока, к которому относят кислородную, сероводородную, серную, а также водородную коррозии в аппаратах с температурными режимами от 200°С и выше.

Читать еще:  Для чего берут мазок на флору в гинекологии

Электрохимическая коррозия происходит в том случае, когда поверхность металла соприкасается с каким-либо электролитом. Контакт металла с электролитом вызывает появление многочисленных микрогальванических пар. в результате действия которых возникает электрический ток и один из металлов переходит в раствор.

Скорость химической коррозии при обычных температурах (порядка 25°С) невелика. В растворах электролитов благодаря возникновению на поверхности металла коррозионных гальванических элементов, помимо химической, коррозии, протекает электрохимический процесс. Скорость разрушения, определяемая эффективностью работы возникших гальванических элементов, значительно превышает скорость прямого химического взаимодействия металла с молекулами электролита. Поэтому для основной массы металлов, эксплуатирующихся во влажной атмосфере, в растворах солей в почве и т. п., приходится считаться главным образом с процессами электрохимической коррозии.

Коррозия приводит к уменьшению толщины стенки, способной воспринимать рабочие нагрузки, или к изменению механических свойств металла. Интенсивность коррозии зависит от качества металла, химической активности обрабатываемых веществ, количества агрессивных примесей, режима работы аппарата и т. п. Наибольший износ металла коррозией наблюдается в тех местах аппаратов и трубопроводов, где имеется значительная турбулентность, ударное действие или меняется направление потока жидкости, газа. В этом случае нерастворимые продукты коррозии уносятся потоком, причем все новые и новые слои металла становятся доступными для химического взаимодействия с агрессивной средой.

Анализ корневых причин – Root Cause Analysis

Опубликовано: 23.09.2017 Рубрика: Статьи Автор: Единый Стандарт

Источник: оригинальная статья сайта «Mind Tools», чьей специализацией является консалтинг в области построения карьеры, команда «Mind Tools» работает по различным направлениям, один из них – бесплатные уроки на веб-ресурсе компании, в которых руководители могут приобрести недостающие навыки лидерства и знания в области менеджмента. Статья вышла на английском языке.

В медицине не сложно понять разницу между симптомами и лечением болезни. Сломанное запястье, например, просто-напросто, болит! Но обезболивающие убирают симптомы, для нормального срастания переломанной кости требуются иные средства. Но что вы делаете, когда сталкиваетесь с какой-нибудь проблемой на работе? Очертя голову бросаетесь бороться с симптомами или все же останавливаетесь и думаете о том, что, возможно, есть более глубокие причины возникновения проблем, заслуживающие вашего внимания? Если вы боретесь с симптомами, то, что вы получите в результате? Проблема почти наверняка повторится и заставит вас обращаться к ней снова и снова.

Напротив того, если вы вглядитесь глубже, чтобы понять, что же на самом деле вызывает проблему, вы сможете поправить лежащие в основе злополучной деятельности системы и процессы и изменить ситуацию к лучшему. Анализ корневых причин (Root Cause Analysis – RCA, – ред.) представляет собой популярную и часто используемую методу, дающую возможность ответить на вопрос: «Каковы истинные причины того, что проблема возникла?». Данный инструмент менеджмента помогает найти источник проблемы, для чего в рамках методики нужно осуществить ряд шагов. Итак, требуется:

  1. Определить, что случилось.
  2. Определить, почему что-то произошло.
  3. Проанализировать: что необходимо предпринять, чтобы снизить вероятность того, что проблема заявит о себе еще раз.

Метод RCA исходит из того, что системы и события взаимосвязаны. Это означает, что действие, предпринятое в одной сфере, автоматически меняет другой аспект, а тот, в свою очередь, воздействует на следующий процесс. Отслеживая все подобные взаимосвязи в обратном порядке мы добираемся до точки, где проблема рождается, попутно вы выясняете как ситуация изменялась пока не вылилась в те симптомы, с которыми вам пришлось иметь дело. Обычно мы сталкиваемся с тремя типичными причинами возникновения проблем:

  1. Физические причины. Как понятно, сюда входят абсолютно материальные вопросы: например, отказ автомобильных тормозов.
  2. Человеческий фактор.Это когда люди делают что-то не так или не совершают каких-то действий, которые необходимы. Ошибки людей часто – подкладка под физическими причинами, которые мы упоминали. К примеру, кто-либо не залил тормозную жидкость, вот и отказали автомобильные тормоза.
  3. Системные проблемы. Проблема может содержаться в системе, политике или процессе, которые используют люди для принятия решения и выполнения работы. Пример: никто не отвечает за техническое обслуживание автомобилей и вот кто-то забывает залить тормозную жидкость.

RCA анализирует все три типа причин возникновения проблем. При проведении этого анализа изучаются факты о последствиях, связанных с проблемой, скрытые обстоятельства, которые стоят организации издержек в той или иной форме и действия, приводящие к возникновению проблем. На практике это означает, что применяя RCA, вы получаете больше, чем просто информацию о корневых причинах.

Анализ корневых причин можно применить к любой ситуации. Степень проникновения в суть проблемы вы определяете сами и, надо сказать, что это потребует и здравого смысла, и способности к анализу. Никто не скажет вам, как далеко заходить в поисках, так как, теоретически, в поиске истинных причин можно углубиться в события Каменного Века, но стоит ли оно того?

Будьте внимательны и осторожны, чтобы не пропустить важные причины проблем, которые могут быть устранены.

Использование Анализа корневых причин

В RCA можно проследить шесть отчетливых шагов

  • Шаг №1. Определяем проблему. Нужно ответить на следующие вопросы «Что происходит?», «Каковы конкретные симптомы проблемы?».
  • Шаг №2. Сбор данных. Требуется ответить на следующие вопросы: «Каковы доказательства существования проблемы?», «Как давно проблема появилась?», «Какое влияние оказывает обнаруженная проблема?». Прежде, чем перейти к рассмотрению того, какие обстоятельства привели к возникновению проблемы, нужно исчерпывающе исследовать ситуацию, как она есть. Чтобы максимизировать эффективность RCA, создайте команду из экспертов и ключевых исполнителей – из людей, которые понимают ситуацию. Люди, которые больше других соприкасаются с проблемой, могут помочь вам лучше понять ее. Полезным инструментом может быть методология CATWOE (чеклист для систематизированного рассуждения, разработанный Питером Чеклэндом, – ред.). Вы рассматриваете при помощи CATWOE ситуацию с разных сторон: со стороны клиентов, людей, принимающих решения (акторов), со стороны изменяемого процесса, со стороны владельца процесса, со «стороны окружающего мира» и экологических ограничений.
  • Шаг №3. Идентифицируйте возможные «причинные факторы». Задайте себе такие вопросы: «Какая последовательность событий привела к появлению проблемы?», «Каковы те условия, которые позволили проблеме возникнуть?», Есть ли второстепенные проблемы, сопровождающие главную?». На этой стадии выявите так много «причинных факторов» как вы можете. Слишком часто люди обнаруживают два или три фактора, играющие роль в создавшейся ситуации и затем останавливаются, но этого недостаточно! RCA – это именно тот инструмент, с которым можно забраться глубже в суть вещей, а не ухватиться за самые очевидные предпосылки. Используйте для идентификации «причинных факторов» следующие инструменты из арсенала менеджмента: Оценка (Appreciation, – ред.). Используя собранные факты определите возможные последствия. «5 Почему». Задавайте себе относительно интересующего аспекта постоянно вопрос «Почему?» до тех пор, пока не докопаетесь до подлинной причины проблемы. Анализ данных «вглубь» (Drill Down, – ред.). Просто разложите большую проблему на совокупность мелких, чтобы лучше понять общую ситуацию. Диаграммы причин и последствий. Картируйте по возможности все «причинные факторы», чтобы наилучшим образом «поймать» именно тот момент, когда родилась проблема.
  • Шаг №4. Идентифицируйте корневые причины. Ответьте на вопросы: «Почему существуют «причинные факторы», обнаруженные вами?», «В чем настоящая причина того, что случилась проблема?». Применяя те же методы, которые вы использовали в Шаге №3, найдите корневые причины проблем.
  • Шаг №5. Рекомендуйте и внедряйте решения. Задайте себе вопросы: «Что вы можете сделать, чтобы предотвратить повторное появление проблемы?», «Как внедрить корректирующие действия?», «Кто будет ответственным за действия по устранению проблемы?», «Каковы риски, сопровождающие внесение изменений?».

Анализируйте изменения, которые потребуется внести в разные взаимосвязанные процессы. Также очень важно планировать заведомо, так как вы должны предвосхищать последствия внедряемых решений. Таким образом, вы сможете избегать потенциальных рисков до их реализации. Одним из практических инструментов, которые способны в этом помочь бесспорно является FMEA (Failure Mode and Effects Analysis, – ред.). Эта полезная техника основывается на идее анализа рисков в контрольных точках, где внесение коррективов в работу может завершиться провалом. Чем в большем количестве процессов и функций вы на этапе планирования будете пользоваться FMEA, тем меньше вероятность того, что вам придется прибегать к RCA в связи с возникшей трудностью. Анализ последствий (Impact Analysis, – ред.) – еще один крайне полезный инструмент. Он сосредоточен на положительных и отрицательных последствиях внесения изменений в процессы, с которыми могут столкнуться взаимосвязанные системы вашего организационного механизма. Да! Не стоит забывать о «Кайдзен» и постоянном улучшении. Их идея в том, что постоянные небольшие улучшения в процессах делают систему лучше. Концепция «Кайдзен» утверждает, что люди, которые в практическом отношении связаны с тем или иным процессом в набольшей степени должны помочь в определении точек, где улучшения производятся. Если вместе с RCA в компании активно используется «Кайдзен», то эффективность и быстрота использования «Анализа корневых причин» сильно возрастает.

Что нужно запомнить?

Анализ корневых причин (RCA) – полезный бизнес-процесс, позволяющий решать и понимать проблемы организации. Поймите, какие именно негативные события происходят. Затем, посмотрите на системы организма компании, которые окружают «больное место» и идентифицируйте ключевые аспекты, повлекшие возникновение проблемы. Наконец, спланируйте действия, направленные на устранение корневых причин. Можно использовать много полезных инструментов, предоставляемых в наши руки менеджментом: «Диаграммы причин и последствий», «5 Почему», служат для «пожаротушения», когда проблема состоялась. FMEA и «Кайдзен» помогают снизить саму необходимость в RCA, так как работают на предупреждение. Как средство анализа работы, RCA – эффективный инструмент компетентной и стратегической общеорганизационной аналитики важных проблем, равно как событий и факторов, приводящих к их возникновению.

Перевод: сотрудник «Единый Стандарт» Валентин Рахманов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Анализ основных причин / анализ Парето

Анализ основных причин (root cause analysis, RCA) относится к методам решения проблем, которые предназначены для выявления основных причин или событий, породивших анализируемую проблему. В основе этой модели лежит диаграмма Исикавы (ее также называют диаграммой «рыбья кость» или причинно-следственной диаграммой), названная так в честь ее автора Каору Исикавы.

На этой диаграмме показываются причины, вызвавшие основное событие. Впервые этот метод был использован в 1960-е гг. и теперь считается одним из семи базовых инструментов, применяемых при управлении качеством. В их число помимо диаграммы Исикавы также входят гистограммы, контрольные листы, контрольные карты, диаграммы Парето, структурные схемы и диаграммы разброса. Диаграмма Исикавы применяется при анализе основных причин, в ходе которого аналитик старается объяснить разброс параметров конкретного процесса. Этот анализ обычно начинается с выполнения проекта по реинжинирингу бизнес-процессов (BPR) или программы управления качеством, например модели совершенства EFQM. С учетом особенностей рассматриваемой здесь модели мы относим ее к категории операционных.

Читать еще:  Выделения после лапароскопии кисты яичников

Когда следует применять модель

RCA применяется для объяснения отклонений, имеющихся в любом процессе (или в результатах на выходе любого процесса). Отклонения — это нормальное явление, которое не дает поводов для серьезного беспокойства. Однако нежелательные отклонения могут привести к значительным потерям, повреждениям, задержкам и снижению производительности, особенно если они встречаются в критических процессах. Первый важный шаг, который надо сделать в такой ситуации, — выявить причины отклонений и оценить количественно их влияние. Потом в первую очередь надо уделить внимание основным причинам отклонений. Как правило, обычно их можно устранить достаточно легко. Этот подход особенно полезен для анализа критических процессов, если в них возникают нежелательные отклонения.

Как следует пользоваться моделью

Анализ основных причин начинается с формирования проектной команды, включающей менеджеров, поставщиков, клиентов и служащих. Затем команда выявляет проблему и решает, какие отклонения вызывают самые критичные сбои в работе изучаемой системы. После этого команда составляет карту процессов и выявляет причины, способные вызвать отклонения на этапе сбора данных. Следующим шагом становится определение явлений, которые сильнее всего влияют на проблему, и основных причин, которые их вызывают. Однако не всегда удается выявить основные причины, и тогда целесообразно прибегнуть к «мозговому штурму». В ходе его проведения идентифицированные как основные причины (их обычно предлагается много) записываются на доске, чтобы потом при необходимости их обсудить и уточнить. По результатам изучения предложений вырабатываются рекомендации по решению изучаемой проблемы, которые затем реализуются на практике.

Основные причины можно упорядочить на основе их разделения на самые важные и на те, влияние которых не такое сильное. Такое разделение дает исходные данные, необходимые для составления причинно-следственной диаграммы, которая наглядно показывает возможные причины, вызывающие отклонения. Важно изучить возможную основную причину, отраженную на диаграмме, на детальном уровне, чтобы понять, насколько сильно эта причина себя проявляет. Результаты этого исследования часто представляются в виде диаграммы Парето. Анализ основных причин обычно показывает, что около 80% отклонений вызываются 20% причин.

Критические процессы — процессы, отступление от заранее установленных пара метров которых может непосредственно вызвать ухудшение качества готового продукта.

Выводы

Анализ основных причин не является единой четко сформулированной методологией; можно утверждать, что RCA включает в себя различные инструменты, процессы и философские составляющие. Чтобы добиться максимального эффекта при использовании RCA, рекомендуется начать с самых критических процессов и / или с самых беспокоящих вас отклонений. Первые успехи обычно приводят к последующему более широкому применению модели. Однако постарайтесь не заниматься поисками причин отклонений, которые оказывают лишь незначительное влияние на общую продолжительность производственного цикла, производительность или издержки.

Расход и потери моторного масла. Анализ возможных причин. Часть первая

Если уровень моторного масла падает быстрее допустимого, необходимо установить причины. Настоящая статья на тему расхода и потерь масла состоит из двух частей. В данной, первой части, будут освещены причины, связанные с дефектами и повреждениями в блоке и головке блока цилиндров двигателя.

Двигатель можно сопоставить с организмом человека. Он нуждается в масле (кровь), чтобы оставаться работоспособным (в живых). Масло (кровь) должно циркулировать в определенном минимальном количестве и с определенным минимальным давлением. Его выход из масляных каналов (кровеносных сосудов) может быть очевидным или невидимым.

Границы нормальности

Анализируя масло (кровь) можно получить подробную информацию о состоянии износа двигателя (состоянии здоровья человека). Возможности сравнения заканчиваются при изменении уровня. Организм человека сам производит кровь, в то время как в двигатель необходимо регулярно доливать масло. Это, с одной стороны, связано с естественным расходом масла, которое в незначительных количествах попадает в камеру сгорания. С другой стороны, возможны утечки масла.

Чтобы глубже проникнуть в тему причин потерь масла, необходимо сначала уточнить, какие объемы расхода масла могут считаться нормальными. Придерживаясь предписаний автопроизводителей, можно сделать вывод, что для двигателей легковых автомобилей с рабочим объемом до двух литров нормальным считается расход масла от 0,5 до одного литра на 1 000 километров. При рабочем объеме более двух литров нормальным считается расход масла от 0,5 до 1,5 литров и для двигателей грузовых и специализированных автомобилей — от одного до трех литров.

Одной из причин этих относительно высоких показателей является фаза обкатки автомобиля. Даже если некоторые изготовители и импортеры автомобилей утверждают противоположное, новые двигатели внутреннего сгорания, как и прежде, нуждаются в фазе обкатки. Правильно то, что в результате применения современных методов лазерного хонингования удалось существенно понизить доли полусухого трения во время фазы обкатки. Для автомобильной промышленности указанные величины являются коэффициентом запаса, чтобы защитить себя от претензий по гарантии уже при незначительно большем расходе масла.

Вне фазы обкатки, которая по старому, но все еще действующему принципиальному правилу, заканчивается после пробега около 5 000 километров, можно исходить из более низких показателей нормального расхода. Для легкового автомобиля этот показатель составляет 0,2 до 0,5 литров на 1 000 километров. Если расход превышает эту величину, необходимо выявить причины.

Причинами повышенного расхода и потерь масла могут быть неисправности в самом двигателе или в присоединяемых к нему деталях.

Одной из самых явных причин расхода и потерь масла является избыточное давление в двигателе, которое различные уплотнения не выдерживают. Масло проходит через уплотнения стержня клапана, в коллектор всасывания или выпуска, появляются утечки в радиальных уплотнениях вала. Причинами высокого давления масла могут быть загрязнения, забитые маслопроводы и масляные фильтры, дефекты обратных клапанов и клапанов регулирования давления, использование неподходящих запасных частей. Если количество газов, проходящих мимо поршневых колец в картер из-за сильного износа двигателя увеличивается, то давление в картере повышается настолько, что масло продавливается в местах стыка всего двигателя.

Слишком высокий уровень также может быть причинной повышенного расхода масла, так как он приводит к более интенсивной работе коленчатого вала в масле. Возникающий вследствие этого масляный туман поднимается вместе с газами, проникшими в картер двигателя из камеры сгорания, через систему выпуска воздуха из картера в коллектор всасывания, где он — если нет масляного сепаратора — всасывается и сжигается в камерах сгорания. Неподходящее, загрязненное или отработанное масло может вспениваться, что приводит к потере эффективности маслоотделительной системы.

Материал уплотнений

Материал уплотнений (пластмасса, резина и т.п.) стареет и твердеет, особенно под влиянием высоких температур. Расхода и потерь масла
это, прежде всего, касается в отношении уплотнений стержней клапанов. Если уплотнения твердые или повреждены при установке, масло может проникнуть через направляющие клапанов в коллектор всасывания или выпуска. Иная ситуация наблюдается в радиальных уплотнительных кольцах коленчатого вала. Их предварительно натянутые пружины из нержавеющей стали даже компенсируют начинающуюся приработку вала. Если износ уплотнительной поверхности превысил начальную стадию или если вал имеет биение, предварительный натяг пружины оказывается недостаточным, вызывая утечку.

Нарушения сжигания

Ошибки в смесеобразовании и неправильно отрегулированный момент зажигания в бензиновых двигателях приводит к нарушениям процесса сжигания. В дизельных двигателях причинами тому могут быть дефектные форсунки впрыскивания, неправильно отрегулированный момент подачи и неправильный выступ поршней.

Несожженное топливо

При работе двигателя в камерах сгорания остается несожженное и частично сожженое топливо, возникают отложения на стенках цилиндра, полусухое трение. Поршни, поршневые кольца и рабочие поверхности цилиндров подвергаются более быстрому износу, следствием чего является повышенный расход масла. Сломанные, заклиненные или неправильно установленные поршневые кольца приводят к попаданию масла в камеру сгорания, где оно, перемешиваясь с топливом, сгорает.

Проблемы движущихся деталей

Искривленный или скрученный, т.е. несоосный, шатун приводит к качающемуся движению поршня. Вследствие этого между поршнем и гильзой цилиндров периодически появляется зазор, через который масло попадает в камеру сгорания. В наихудшем случае возникает насосный эффект, усиливающий подачу масла в камеру сгорания.

Кроме шатуна, искривленной может быть гильза, что вызвано отложениями или загрязнениями в охлаждающем контуре, контактной коррозией (коррозией в посадке), дефектным шатуном. При этом поршневые кольца не снимают масло в местах искревления. Оно остается на рабочей поверхности гильзы и, попадая в камеру сгорания, сжигается там. Газы сжигания протекают в обратном направлении и повышают давление в картере, приводя к повышенному расходу и потерям масла. С другой стороны, причинами искривления гильзы могут быть ошибки при ремонте двигателя, неравномерная или неправильная затяжка болтов головки блока цилиндров, нечистая или искривленная резьба, неровная поверхность между головкой и блоком, неправильное уплотнение головки цилиндров, некачественная опора буртика.

При ремонте двигателя могут возникнуть другие дефекты, чаще всего из-за незамеченных инородных тел, включая нечистые уплотнительные поверхности. И то, и другое приводит к утечкам из-за пониженного удельного давления или недостаточного соединения.

Одной из самых сложных работ при ремонте двигателя является обработка поверхности цилиндров. Ошибки при установке угла хонингования, показателе шероховатости и проценте вскрытия зерен графита приводят к износу кромок поршневых колец. В первую очередь ухудшается теплоотвод, затем происходит негерметичное разделение картера и камер сгорания.

Процент вскрытия зерен графита (показатель важен для образования смазочной пленки и сохранения ее служебных свойств) должен составлять не менее 20 процентов. Вскрытые зерна графита задерживают масло и «отдают» его при необходимости. Если поверхность слишком тонкая или гладкая, зерна графита закрываются или забиваются тонкой стружкой. Возникает так называемая металлическая прослойка. Этот слой снимается поршневыми кольцами при высоком износе в процессе последующей обкатки. Результат: поверхность рабочей гильзы лучше, чем в начале, но поршневые кольца изношены. Следовательно, расход масла после обкатки не понижается, а повышается. Здесь поможет щеточное хонингование ? как последняя операция обработки поверхности цилиндров. Нейлоновые волокна с кремниевыми кристаллами удаляют стружку, очищают впадины поверхности и в результате сглаживания выступов создают плато без изменения размеров.

Ошибки ремонта

Повышенный расход масла может быть вызван даже неправильным выступом поршней. Выступ поршня, находящийся вне допуска изготовителя, вызывает повышенную нагрузку на движущиеся элементы. В двигателях с непосредственным впрыском прибавляется еще вибрация игл инжекторных форсунок. Таким образом, топливо попадает в камеры сгорания вне циклов впрыскивания и вызывает нарушение сгорания. Последствия: перелив топлива, ухудшение смазочной пленки, повышенный износ поршневых колец и гильз.

В заключение о сборке головки блока цилиндров: здесь речь идет о плоских и равномерных уплотнительных поверхностях, соблюдении минимальной толщины головки блока цилиндров, последовательности и моментах затяжки, углов.

Сборка головки блока цилиндров

Полное уплотнение всех камер сгорания, смазочных и охлаждающих каналов возможно только с плоскоотшлифованными и очищенными уплотнительными поверхностями. Соблюдение минимальной толщины головки блока и использование соответствующего уплотнения являются важными шагами в процессе сборки. Иначе при неправильной затяжке болтов головки блока цилиндров образуются зазоры, из которых может выйти масло или охлаждающее средство. Почти то же самое происходит при несоблюдении углов, последовательности и момента затяжки.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector