1.23. Создание инструментария на клапане с целью соответствия его характеристик поведению среды или технологического процесса полностью. Например, установка соленоидного вентиля для более плавного или быстрого открытия и медленного закрытия и др.

1.24. Совмещение функций. Качество поверхностей седла и уплотнения гарантирует полную герметичность закрытия, что позволяет использовать клапаны как регулирующие и в качестве запорной арматуры.

1.25. Использование конструкций клапана, которые позволяют демонтировать и заменять управляющие элементы без изъятия корпуса клапана из трубопровода и во многих случаях без прекращения его эксплуатации.

1.26. Плавная регулировка скорости реакции клапана на сигнал.

1.27. Установка скорости открытия клапана вне зависимости от скорости закрытия, установка и контроль скорости закрытия клапана. Блок управления включает в себя фильтр и возможность контроля давления до и после фильтра.

1.28. Фиксация параметров регулирования и защита от несанкционированного доступа к устройствам управления.

1.29. Переход в ППР от сплошного ТО к группировке элементов по кратности их наработки, заданной долговечности и других способов в ТО, реализуемых при поддержке специалистов сервисного центра.

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ РЕГУЛИРУЮЩИХ КЛАПАНОВ В СОСТАВЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ

1. создание простых схем с широкими допусками

2. конструктивно надежные и проверенные узлы

3. калибровочные средства, особенно с автоматической поверкой нуля

4. сенсорные датчики внутри командных устройств позиционеров, которые обеспечивают связь с программами диагностики или автоматическую коррекцию

5. избыточное информационное быстродействие.

ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ

1. специальную "тренировку" подвижных элементов и многократное тестирование на специальных диагностических и испытательных стендах

2. калибровку всех элементов регулирующих клапанов как единой системы

3. выполнение всех предписаний ИСО по контролю качества

4. дополнительное и по желанию заказчика избыточное тестирование и проверки

ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

1. выполнение шефмонтажных работ при пуско-наладке

2. выполнение диагностики, аудита с выполнением анализа статистики регулирующей эффективности клапанов, назначением остаточного ресурса, увеличения межповерочных сроков и др.

3. обучение и аттестация персонала

4. полный внешний сервис клапанов предприятия.

КЛАПАНЫ ПОВЫШЕННОЙ НАДЕЖНОСТИ МЕТSО AUTOMATION

1. Клапаны высокой цикличности для условий высокой цикличности процесса, со средним сроком службы 1-3 млн. циклов без потери эластичности седел.

2. Клапаны антиабразивного исполнения с металлическими седлами с наплавленным специальным стеллитом. Для высокоабразивных сред предусматривается клапан со специальным обратным запорным элементом, с меньшей герметичностью, но позволяющий «забутовать» зазор твердой составляющей потока за счет небольшой фильтрации.

3. Клапаны повышенной жесткости с запорным элементом STEM BALL для условий повышенной пульсации потока и вибраций.

4. Клапаны в антикавитационном исполнении со специальным элементом Q-TRIM. Сюда же относятся и клапаны со специальными инструментами управления для предотвращения высокой эрозии и кавитации в момент открытия или закрытия. Они позволяют ускорить или замедлить открытие клапана, добиваясь при этом снижения вероятности образования кавитирующего или эрозионного потока на ранних стадиях его образования.

5. Клапаны с повышенной коррозионной стойкостью. Традиционная сталь 316 может быть поэтапно заменена на сталь с молибденом 317, хастеллой, высоконикелевый сплав, титановый сплав, и далее для особо агрессивных хлорных сред – стеклопластик. Новинкой здесь являются корпуса и затворы из дуплекс сталей с повышенной размерной стабильностью и коррозионной стойкостью.

6. Интеллектуальные клапаны – это клапаны последнего поколения. Именно здесь клапаны претерпели наибольшее развитие за последнее время. Получение цифровой информации о состоянии клапана, с высокой прогнозирующей способностью по межремонтному сроку открывает новые возможности для повышения эффективности регулирования и гарантий эксплуатационной надежности.

В связи с приведенным обзором, и оценивая надежность клапанов, предлагаемых разными поставщиками, можно задаться вопросами:

– какие устройства предусмотрел производитель клапанов для повышения надежности, снижения отказов, включая метрологические отказы и сбои?

– есть ли у клапанов системы внутренней диагностики?

– что сделано для снижения механического износа, эрозии и коррозии?

– предусмотрено ли это на этапе проектирования, изготовления и эксплуатации?

ЦЕНА НАДЕЖНОСТИ

Эффект от повышения надежности работы клапанов весьма многообразен. В первую очередь, на этапе выбора клапана надежность обеспечивается опытом компании и специальной многоступенчатой программой выбора и оптимизации.

На первом этапе внедрения для крупных предприятий, для которых имеется статистика эксплуатации клапанов, есть возможность расширить гарантийные обязательства компании, например, до 2-х лет при выполнении определенных условий.

Далее, клапаны высокой надежности с применением интеллектуальных инструментов и самодиагностики позволяют увеличить межремонтные сроки, снизить число внеплановых остановов, снизить количество проверок клапанов, снизить роль человеческого фактора и количество аварий, связанных с ошибками персонала, в целом снизить объем обслуживания, предсказывать надежность и работоспособность, долговечность клапанов до момента аварийного выхода из строя.

Еще не так давно, одним из способов оценки надежности клапана являлись чисто экономические причины, связанные в основном с общим пониманием связи роста затрат на надежность с отдачей от этих мероприятий. По этой теории величина суммарной стоимости проектирования, изготовления и эксплуатации в зависимости от надежности имеет выраженный максимум в пределах P=0,8-0,9. Однако за последнее время все больше становится ясно, что главным критерием должен стать в основном рост надежности, опережая требования к снижению затрат. Это действительно так, поскольку стоимость обслуживания ненадежного клапана в течение срока эксплуатации может превышать стоимость клапана по некоторым данным в 10-100 раз, особенно, если учитывается не только стоимость клапана, но и потери от не выпущенной продукции.

Надежность в первую очередь связана с потребительской стоимостью, т.е. стоимостью в процессе эксплуатации. В нашем аспекте – это стоимость с заданным уровнем надежности и сроком службы. Как известно, стоимость в процессе эксплуатации превышает затраты на приобретение в несколько раз и именно это является источником истинной потребительской стоимости арматуры и возможности истинного снижения затрат. Однако, поскольку показатели надежности не входят в цену, то и не учитываются при расчете финансовых показателей предприятия, возможности устранения аварий и др. Такое положение негативно сказывается на взаимодействии потребителей и производителей арматуры. И это также означает, что при рассмотрении цены изделий надо в полном объеме учитывать и «цену надежности», добавляя в контрактные и гарантийные обязательства такие важные показатели как вероятность безотказной работы, ресурс, наработка на отказ и др.

Реальное снижение затрат по примеру расчета экономической эффективности затрат на повышение надежности гидротранспорта можно свести в следующую табл.2.17..

Табл. 2.17. Сводный технико-экономический эффект от повышения надежности арматуры в системе гидротранспорта в целом

Основой расчета служат не только потери из-за аварийных внеплановых остановов, но и снижение пропускной способности системы в целом.

В результате расчета становится ясно, что при более высоких прогнозных значениях надежности ожидаемая пропускная способность производства и выпуска продукции будет больше, чем при низких. Кроме того, за счет внедрения диагностики, могут быть снижены затраты на ППР, а это в свою очередь увеличит время полезной пропускной способности за счет снижения общих потерь времени и увеличения коэффициента технического использования и готовности.

Изменения в структуре предприятий и выделение отделов автоматизации в отдельные дочерние предприятия позволяет по новому взглянуть на влияние новой структуры на проблему надежности. Поскольку финансовые затраты бюджетируются и должны быть фиксированы, то становится весьма актуальным обслуживание с минимальными затратами. Основой такого развития становится повышение надежности и увеличение межремонтных сроков при снижении трудозатрат как на поиск и диагностику неисправностей, так и их устранение.

Высокая надежность в сочетании с системами самодиагностики, интеллектуального управления и специализированными программами сервисного обслуживания позволяет:

– улучшить процесс регулирования и метрологическую надежность,

– получить возможность задавать более жесткие нормы расхода и более низкую колебательность процесса без вероятности ненормальной работы оборудования,

– осуществлять эффективное снижение затрат за счет определения коэффициента технической готовности и его выполнения,

– снизить количество плановых остановов на ППР и уменьшить длительность самих остановов, перейти к фиксированным ценам на обслуживание,

– снизить перегрузки персонала и утомляемость в момент аварий,

– улучшить использование активов.

В общем, внедрение полноценных мероприятий по повышению надежности увеличивает эффективность обслуживания на 40%. Переход предприятия в целом на цифровую технологию позволяет увеличить производительность, снизить потери, повысить эффективность работы предприятия до 2–5% и более.

Как итог работы над надежностью компании разрабатывают программы повышения надежности разного уровня, одна из которых приведена в блок вставке.

БЛОК-ВСТАВКА. ПРОГРАММА РАСШИРЕНИЯ ГАРАНТИЙ НА КЛАПАНЫ NELES ПРОИЗВОДСТВА METSO AUTOMATION

Целью программы является комплексное повышение сроков службы клапанов и предоставляемых гарантий за счет поэтапного совершенствования эксплуатационной надежности клапанов.

Детальные технико-коммерческие предложения разрабатываются поэтапно и по согласованию сторон.

Обоснование программы

Надежность является наиболее важной характеристикой клапанов. Ее повышение позволяет компании постепенно повысить эффективность эксплуатации клапанного хозяйства, увеличить отказоустойчивость по большинству видов отказов, включая метрологические отказы и сбои. Рост надежности работы клапанов и КИП состоит из увеличения общей надежности, эксплуатационной и метрологической надежности. Благодаря имеющейся у МЕТSO AUTOMATION статистике сроков использования клапанов на большинстве крупных и средних предприятий РФ, созданному сервисному центру, осуществляющему поддержку предприятий, существует очевидная возможность увеличить гарантийные сроки. Программа рассчитана на крупные предприятия, имеющие большую установленную базу клапанов NELES.

При внедрении диагностики кроме расширения сроков гарантии появляется реальная возможность перехода на прогрессивные методы обслуживания и ремонта, такие как увеличение сроков безотказной работы и использования клапанов по их равнонадежности, групповое обслуживание по равнонадежным элементам, переход на кратное обслуживание по группам клапанов, унификация и др.

Задачами программы являются:

– выявление критериев, по которым может быть проведено расширение сроков гарантий,

– определение способов повышения надежности и расширения сроков гарантий на их основе,

– разработка организации процесса внедрения программы.

Типичные проблемы надежности на предприятиях

– быстрое нарастание сложности систем по сравнению с обеспечением надежности,

– ведение технического обслуживания и ремонтов в основном по отказам без прогнозирования отказа,

– отсутствие данных на предприятиях, не ведется паспортная документация по состоянию клапанов,

– низкая достоверность прогнозов неисправностей и потеря метрологической надежности,

– недостаточное внедрение цифровой техники, не позволяющей давать не только диагноз состояния, но и прогноз и генезис возможных неисправностей,

– отсутствие специальных средств диагностики,

– высокая стоимость повышения квалификации персонала для решения этих проблем,

– не проводятся программы повышения надежности, включая внедрение диагностики, обменного фонда и др.

Предложения

1. Аудит клапанов с целью анализа их эксплуатационной надежности методами предварительного статистического анализа и аудита с применением диагностических инструментов сервисного центра. Калибровка клапанов под условиях метрологической надежности.

2. Аттестация специалистов предприятия по надежности клапанов и арматуры.

3. Начало работ по системе обменного фонда.

4. Активное внедрение цифровых позиционеров сначала на критических контурах регулирования, далее на наиболее важных и вспомогательных.

5. Участие в пуске и шефмонтаже в инвестпроектах, проводимых предприятием, в качестве субпоставщиков клапанов при модернизации и автоматизации, с целью унификации и стандартизации клапанов и снижения затрат на запчасти, взаимозаменяемости и т.д. При этом задаются большие гарантии при соблюдении условий технического обслуживания.

6. Поэтапный переход на сервисное обслуживание клапанного хозяйства специалистами METSO AUTOMATION или уполномоченных партнеров.

Эффективность программы достигается за счет:

1. расширения сроков гарантий до 2-3 лет,

2. при повышении метрологической надежности: снижение потерь, избыточного добавления химикатов и связанных с ними затрат за счет снижения колебательности процесса до 50%,

3. увеличения межремонтных и межповерочных сроков по клапанному хозяйству,

4. снижения затрат на техобслуживание при внедрении системы диагностики FIELD CARE, работающей совместно с позиционерами при переводе от ремонта по «отказу» на диагностическое обслуживание «по состоянию»,

5. повышения эксплуатационной, надежности, управляемости и степени автоматизации процесса, устранение ошибок и потерь продукции, связанных с человеческим фактором.

Этапы программы

1. Предварительный этап

1.1. Подготовка исходных данных и расчет теоретической экономической эффективности внедрения программы расширения сроков гарантий и повышения надежности с учетом реального состояния работоспособности клапанов на предприятиях.

1.2. Статистический аудит с использованием базы BERNIE. Расчет среднего срока службы, интенсивности отказов, вероятности безотказности работы. Оценка возможностей увеличения средней наработки на отказ. Выявление слабых мест в работоспособности клапанов.

1.3. Определение новых, более высоких показателей как общей, так и метрологической надежности. Предварительный анализ и сравнение расчетного и фактического ресурса. Разработка диагностического процесса для регулирующих клапанов и арматуры. Расчеты количества, временных периодов и объема проведения диагностики. Подготовка рекомендаций по повышению надежности и удлинению срока предоставления гарантий.

1.4. Подготовка на основе новых критериев технико-коммерческого предложения.

2. Основной этап

2.1. Полевой аудит. Определение остаточного ресурса и прогнозирование кратности наработки. Проведение при необходимости перерасчета клапанов при помощи программы NELPROF и подготовка предложений и последовательности замены клапанов.

2.2. Калибровка клапанов под условия метрологической надежности, по отклонению в стабильном состоянии и динамическому отклонению.

2.3. Проведение работ по восстановлению и допоставке клапанов на наиболее узкие места по показателям надежности и срокам безотказной работы клапанов.

3. Этап внедрения

3.1. Обучение и аттестация персонала на предприятии.

3.2. Обеспечение аттестованного персонала диагностическими средствами и инструментом для проведения сервисных работ.

3.3. Организация шефмонтажа и сервиса, ведение паспортов клапанов и арматуры по результатам аудита.

4. Корректировка программы по результатам выполнения

Учитывая длительный срок внедрения подобных решений и разные стартовые позиции предприятий, предложения могут быть разбиты на 3 варианта.

4.1. Программа минимум «повышение надежности». Первоначальный анализ статистических данных поставки клапанов из системы БЕРНИ. Предварительная оценка надежности. Аудит клапанов на условия повышенной надежности на наиболее критичных участках. Анализ надежности по результатам сравнения длительной статистики с данными аудита. Поэтапная замена выходящих из строя регулирующих клапанов на клапаны НЕЛЕС с учетом требования метрологической надежности. Выявление слабых мест процесса. Периодическая проверка и ТО клапанов. Ведение паспортов и первичной документации по неисправностям клапанов. Переход к прогнозированию отказов при использовании программы FIELD CARE.

4.2. Программа медиум. «Модули регулирования». Переход к комплексной оценке контуров регулирования по узлам с учетом работоспособности как клапанов, арматуры, так и КИП и А. Ведение паспорта, разработка критериев оптимизации, увеличение межремонтных и межповерочных сроков на основе прогнозирования надежности и безотказной работы. Полное внедрение программы диагностики FIELD CARE. Увеличение использования цифровых позиционеров на критических контурах регулирования.

4.3. Программа максимум. «Рост эксплуатационной готовности». Предварительный этап – улучшение качества инструментального воздуха. Внедрение программы повышения метрологической надежности для критических контуров регулирования. Поэтапная модернизация регулирующих сопряженных контуров с целью увеличения метрологической надежности. Замена пневматических и электропневматических позиционеров и установка цифровых позиционеров с возможностью самодиагностики. Полномасштабное использование программы FIELD CARE. Переход от ремонта по состоянию на ремонт по диагностике. Получение максимального эффекта при включении в проекты модернизаций и инвестпроекты. Перерасчет и замена клапанов других производителей на клапаны НЕЛЕС. Формирование обменного фонда и консигнационного склада. Аудит клапанов, унификация и стандартизация клапанов. Переход к дистанционной диагностике. Общее повышение эксплуатационной готовности. Внедрение сервисных программ, снижение незапланированных остановов, рост межремонтных сроков, отслеживание трендов производства, технологии и улучшение использования активов. Рамочные договора на сервисное обслуживание. Фиксирование цен на работы, предсказуемость финансовых показателей ремонтов.

4.4. Программа «цифровое предприятие». Производится на базе 3-го этапа. Интеллектуализация клапанного хозяйства. Внедрение и использование беспроводной связи. Повышение надежности и гарантий. Внедрение модульного принципа восстановления и модернизации клапанов, приводов и позиционеров. Внешнее аутсорсинговое сервисное обслуживание клапанов.