§1. Влияние машиностроителей на работоспособность технологических систем.

Введение. Проблема надежности систем (т.е. работоспособности во времени) всегда была и будет актуальной. В историческом плане именно машиностроители почему-то отвечают за надежность создаваемых химико-технологических систем (далее просто ХТС). В отрасли химического и нефтяного машиностроения была создана целая служба по обеспечению надежности установок, аппаратов, арматуры, емкостей, насосов, вентиляторов и т.д. Существует, и по сей день используется ставшая теперь уже классической теория надежности, написано много монографий, учебников, справочников, защищена масса диссертаций, непрерывно публикуются статьи в периодической печати. Характерной особенностью взгляда машиностроителей на проблему надежности является то, что они занимаются процессами деструкции и деградации материалов, изменением механических свойств в условиях эксплуатации на химических производствах. Иными словами, надежники в машино- и аппаратостроении работают в рамках больших масштабов времени (год, два, 10 лет).

Практика создания, опыт пусковых работ и дальнейшей эксплуатации новых химико-технологических систем показывают, что установки приходят в состояние отказа (т.е. неработоспособности) задолго до проявления процессов деструкции и деградации материи. При этом внезапные остановки и простои технологических установок происходят довольно часто и не позволяют доводить годовую производительность и качество продукции до проектных показателей.

В 70-е годы прошлого века, когда накопилось довольно много информации о том, как работают производства в химической промышленности, стала очевидна потребность в различении, в сепарации разработанных технологических установок на «плохие и хорошие» до проектных работ, до создания их в «железе». На практике это различение на «плохой – хороший» происходило экспериментально во время пусковых работ, когда уже истрачены большие ресурсы и время, и ничего уже изменить нельзя. Опытные разработчики химико-технологических линий дореформенного времени хорошо осведомлены, что некоторые новые установки не удавалось вообще как-то запустить, что многие установки запускаются долго и трудно, что приходилось частенько сдавать в эксплуатацию установку, так и не выведенную на проектные показатели работы. Напомним еще раз, что процессы деструкции и деградации материи еще только-только начались при пусковых работах, что они совсем не определяли работоспособность химико-технологической системы и качество ее разработки.

Постепенно появлялось осознание того, что коррозия и эрозия, усталостные напряжения, циклические нагрузки, явления износа, отложения веществ на поверхностях и т.п., конечно, имеют место быть, но их учет при разработке оборудования, аппаратов технологической установки далеко не полностью определяет надежность химической установки. Наверное, первым, кто озвучил эту идею, является И.Б. Жилинский [1]: «Надежность механических свойств не может полностью характеризовать качественную сторону функционирования оборудования химических производств, ибо работоспособность оборудования в данном случае определяется и характером параметров, необходимых для совершения тех или иных процессов, т.е. параметрической надежностью» (выделено П.Н.Н.). Иными словами, работоспособность технологических установок и ее оборудования определяется еще и характером протекания химических и фазовых превращений в технологии, особенностями процессов переноса субстанций (массы, количества движения и энергии). Следовательно, на арену надежности вызываются химики-технологи и специалисты по процессам и аппаратам химической технологии, которые должны работать в малых масштабах времени, на порядок меньших, чем ранее работали машиностроители.

В заключение сделаем три вывода.

  1. Работоспособность химических производств и их оборудования определяется и химиками-технологами, и специалистами по процессам, и специалистами по химическому оборудованию. В этой троице первым среди равных является химик-технолог: он первым приступает к разработке химико-технологической системы.
  2. Так как химические и фазовые превращения и процессы переноса субстанций взаимосвязаны через законы сохранения, то проблема работоспособности химических установок неизбежно требует системного подхода в своем решении.
  3. Решение проблемы работоспособности технологии объективно возможно только на стыке многих наук: системотехники, неорганической и органической химии, физической химии, общей химической технологии, термодинамики и теории тепло-массообмена, гидродинамики, многих разделов математики.

Читать далее:
§2. Идеологические основы метода анализа работоспособности ХТС.

Наверх

Скачать статью в формате Word