А.Н. Мисейко, Д.А. Каковкин,

           В настоящее время для многих отраслей промышленности актуальной является проблема оптимизации эксплуатации основных фондов производственных предприятий за счет снижения производственных затрат на техническое обслуживание и ремонты (ТОиР), сокращения потерь от аварий и простоев, реализации других методов повышения фондоотдачи. На многих предприятиях осуществляются мероприятия по совершенствованию ТОиР и увеличению межремонтных пробегов оборудования.

           Во всех случаях в качестве определяющего условия для достижения положительного эффекта от реализуемых мероприятий выступает освоение методов эффективного управления надежностью технологического оборудования. Особое внимание при этом уделяется совершенствованию процедур контроля технического состояния оборудования и, в частности, применению эксплуатационного мониторинга. Оперативность получения информации о техническом состоянии объектов контроля, ее полнота и достоверность, безусловно, определяют своевременность и качество управленческих решений по обеспечению надежности оборудования и процесса управления в целом. Вместе с тем, нерациональное применение и избыточность контрольных процедур могут привести к повышению затрат на эксплуатацию оборудования и снижению показателей фондоотдачи.

           Эксплуатационный мониторинг отличается от традиционных методов контроля состояния и режимов работы оборудования, предусмотренных проектом и регламентированных в технологических инструкциях. Функция эксплуатационного мониторинга как метода контроля состоит в дополнении:

• действующих стационарных систем контроля, предусмотренных проектом и реализованных при монтаже оборудования (проектные АСУ ТП, КИПиА, ПАЗ и пр.);
• типовых процедур периодического контроля технического состояния и условий работы оборудования, предписанных регламентной и нормативно-технической документацией и реализуемых на практике.

Эксплуатационный мониторинг технологического оборудования по назначению и целям может быть классифицирован следующим образом:

• мониторинг технического состояния, осуществляемый с целью предотвращения отказов, инцидентов, аварий за счет раннего выявления отклонений и дефектов, снижающих работоспособность, остаточный ресурс, надежность оборудования;
• мониторинг функционального состояния с целью обеспечения эффективности работы оборудования за счет раннего выявления отклонений от норм функционирования (контроль параметров функционирования, выхода годного, потерь энергоресурсов и пр.);
• мониторинг факторов и условий эксплуатации, изменение которых может неблагоприятно отразиться на техническом или функциональном состоянии оборудования (например, коррозионный мониторинг);
• мониторинг опасных производственных факторов и последствий с отслеживанием негативного воздействия эксплуатации оборудования на человека и окружающую среду (в настоящей статье не рассматривается);
• комплексный мониторинг – сочетание нескольких указанных классов мониторинга в одной системе (программе) контроля.

           В основе любой системы или программы эксплуатационного мониторинга лежит модель деградации контролируемого объекта, которая на качественном и количественном уровнях должна полно и достоверно отображать неблагоприятные процессы, происходящие или возможные при его эксплуатации. На основе модели деградации для целей мониторинга определяются:

• параметры контроля (измерения), расчетно-аналитические процедуры и критерии оценки результатов измерений;
• места локализации неблагоприятных процессов и расположение точек контроля;
• необходимая (достаточная) периодичность контрольных процедур (замеров) при мониторинге;
• меры и сроки оперативного реагирования на все виды критических отклонений параметров контроля, выявляемых системой мониторинга;
• методологические, метрологические и системные требования к мониторингу, требования по выбору датчиков, приборов и оборудования, программного обеспечения и пр.

           Неполнота и (или) недостоверность модели деградации приводят к ошибкам в управлении оборудованием и снижают эффект от выполнения мониторинга.

           Как метод дополнительного контроля эксплуатационный мониторинг не должен быть избыточным и приводить к излишним затратам. В этой связи область применения эксплуатационного мониторинга оборудования ограничивается совокупностью случаев (ситуаций), когда такой вид дополнительного контроля является:

• необходимым, предотвращает значительные убытки и ущербы;
• целесообразным, приносит положительный экономический эффект.

           Необходимым эксплуатационный мониторинг является для объектов (позиций оборудования):

• особо опасных, для которых слишком велик риск отказов и аварий при традиционном контроле; любые дополнительные меры контроля, в том числе, новые, появляющиеся в связи с развитием науки и техники, являются оправданными;
• подверженных непрогнозируемой деградации, способной начинаться на любом этапе эксплуатации и протекать скрытым образом с высокой скоростью (например, для динамического, насосно-компрессорного оборудования);
• имеющих неблагоприятную статистику отказов, инцидентов, аварий из-за недостаточной информативности традиционных методов контроля или неточности применяемых для прогнозирования моделей деградации (например, временный мониторинг для уточнения и корректировки расчетных моделей деградации);
• содержащих дефекты или отклонения, оперативное устранение которых является невозможным или нецелесообразным, в связи с чем при дальнейшей эксплуатации объекта развитие дефектов подлежит контролю для уточнения скорости деградации и обоснованного назначения срока вывода объекта из эксплуатации и последующего ремонта.

           Целесообразным мониторинг может быть в случаях:

• когда его применение позволяет существенно сократить объемы и стоимость традиционных методов периодического контроля оборудования и (или) достигнуть общего снижения эксплуатационных затрат, в том числе, за счет увеличения межремонтного пробега оборудования;
• когда из-за изменения сырья, технологических режимов и по другим причинам могут измениться вид или кинетика прогнозируемой деградации в технологическом оборудовании (временный мониторинг для корректировки принятых моделей деградации);
• использования активной защиты оборудования от деградации для оценки эффективности и управления режимами защиты (например, коррозионный мониторинг при ингибиторной защите от коррозии).

           Эксплуатационный мониторинг неприменим:

• если оборудование не является контролепригодным (например, недоступно в необходимых контрольных точках, отсутствует необходимое методическое и приборное обеспечение и пр.);
• если отсутствует полная и достоверная модель деградации объекта;
• если отсутствуют (невозможны) меры оперативного реагирования на результаты мониторинга.

           Учитывая изложенное, при выборе объектов для внедрения систем эксплуатационного мониторинга следует придерживаться ряда правил:

• Необходимо учитывать категорийность оборудования по показателю риска его эксплуатации (опасности). Мониторинг эффективен для объектов, в которых могут реализовываться сценарии аварий с масштабными последствиями и крупными ущербами. Для объектов низкого уровня риска, например, малоответственных или резервированных позиций оборудования может оказаться дешевле осуществлять минимальный контроль или обслуживать их по отказам.
• Необходимо учитывать возможности действующих штатных и традиционных систем контроля. Мониторинг эффективен там, где возможности штатных систем АСУ ТП, КИПиА и традиционных методов периодического контроля технического состояния оборудования являются недостаточными.
• Необходимо учитывать возможности оперативного реагирования на результаты мониторинга.

           Мониторинг имеет смысл, если на его результаты можно реагировать так же быстро, как получается информация. Если нет потребности или возможности ответного оперативного вмешательства в ход событий, а также методов такого вмешательства (приходится ждать очередного планового останова технологического процесса), эффект от внедрения мониторинга снижается.

           В настоящее время для осуществления эксплуатационного мониторинга технического состояния оборудования распространены методологии акустико-эмиссионного и коррозионного контроля.

           Акустико-эмиссионный мониторинг – контроль с целью раннего выявления трещин — эффективен для объектов, где:

• на любой стадии эксплуатации имеется вероятность появления трещин, не поддающаяся прогнозированию;
• скорость распространения трещин достаточно высока, не позволяет их выявить на ранней стадии при традиционном периодическом контроле;
• при сквозном прорастании трещины возможно появление разрыва с выбросом большого количества опасного вещества или, при малых протечках, — скрытое накопление опасного вещества;
• имеют место значительные потери от внеплановых простоев.

           Виды коррозионного мониторинга:

• мониторинг коррозионной ситуации – контроль коррозионной агрессивности рабочей среды (коррозиметры, коррозионные зонды, образцы-свидетели и др.);
• мониторинг коррозионного состояния объекта – контроль изменения толщины стенки в репрезентативных точках.

           Коррозионный мониторинг наиболее эффективен для объектов, где осуществляется активная защита от коррозии (ингибирование, нейтрализация), но является целесообразным и в других случаях, когда коррозионный процесс может начинаться на любой стадии эксплуатации и осуществляться с высокой скоростью, но при этом не поддается надежному прогнозированию.

           Таким образом, эксплуатационный мониторинг как инструмент совершенствования управления надежностью технологического оборудования может быть эффективно использован во многих случаях при рациональном выборе объектов контроля, наличия условий для осуществления контроля и оперативного реагирования на его результаты.