Надежность и долговечность конструкций корпуса
Понятие о надежности и долговечности
Современное судно является сложным дорогостоящим инженерным сооружением, к которому предъявляются высокие требования надежности и долговечности. Однако прежде чем говорить об этих требованиях, следует рассмотреть некоторые общие положения надежности в технике.
Под надежностью понимается свойство изделия выполнять свои функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение необходимого промежутка времени или требуемой наработки. * Надежность изделия обусловливается его безотказностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью, а также долговечностью его частей.
Любое техническое устройство может проработать безотказно лишь какое-то ограниченное, положенное для него и строго обоснованное время, зависящее от конкретных условий эксплуатации. Поэтому под безотказностью понимается свойство изделия сохранять работоспособность (т. е. состояние, при котором изделие способно выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации) в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов.
Во многих случаях очень важно иметь возможность быстро обнаруживать и устранять неисправности машин и изделий. Поэтому под ремонтопригодностью изделия понимают качества изделия, позволяющие предупреждать, обнаруживать и устранять отказы (под отказом понимается событие, заключающееся в нарушении работоспособности) и неисправности путем проведения технического обслуживания и ремонтов.
Сохраняемость — свойство изделия сохранять обусловленные эксплуатационные показатели в течение срока хранения и транспортирования, установленного технической документацией, и после этого срока.
Долговечность — свойство изделия сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов. Предельное состояние изделия определяется невозможностью его дальнейшей эксплуатации либо обусловленным снижением эффективности, либо требованиями безопасности и оговариваются в соответствующей технической документации.
Показателем долговечности могут служить, например, ресурс или срок службы. Под ресурсом понимается наработка изделия до предельного состояния, оговоренного в технической документации. Различают ресурс до первого ремонта, межремонтный ресурс, назначенный ресурс и др. Срок службы — это календарная продолжительность эксплуатации изделия до момента возникновения предельного состояния, оговоренного в технической документации, или до списания. Различают срок службы до первого капитального или среднего ремонта, срок службы между капитальными ремонтами, срок службы до списания и др.
Следует отметить, что проблема надежности не нова. Она возникла как естественный результат развития техники. Но в настоящее время —время создания сложных машин, эта проблема становится очень важной.
Жизнь любой машины, любого технического изделия состоит из трех последовательных этапов — проектирования изделия, его производства и эксплуатации. Каждый из этих этапов оказывает влияние на качество и надежность изделия, но главным все же является первый этап — проектирование. Конструктор первый закладывает основы высокого качества изделия.
Качество изделия, как уже отмечалось выше, в значительной степени зависит от условий его изготовления. Чтобы обеспечить в серийном производстве высокую надежность, заложенную в процессе проектирования образца, необходима высокая культура производства. Культура производства — это не только соблюдение чистоты, порядка и т. п., но и степень совершенства технологического процесса, уровень механизации и автоматизации, ритмичность работы предприятия и многое др.
Совершенствование технологии производства тесно связано с его механизацией и автоматизацией. Чем меньше доля ручного труда в изготовлении изделия, чем больше автоматизировано его производство, тем более благоприятны условия для обеспечения высокой надежности и долговечности этого изделия. Развитие средств автоматики позволяет автоматизировать и контроль за соблюдением технологического процесса производства.
Таковы в общих чертах основные положения надежности в технике. Все эти положения в равной степени относятся и к вопросам надежности и долговечности судов, которые являются основными показателями их качества.
Жизнь судна, как и любого другого технического изделия, состоит из трех этапов: проектирования, постройки и эксплуатации. Первым и наиболее ответственным для обеспечения надежности судна является этап проектирования. Во время этого периода в проект судна закладывают основы обеспечения надежности: выбирают необходимые показатели надежности и долговечности, которые подтверждаются путем выполнения необходимых расчетов надежности и проведения испытаний создаваемых изделий и их частей; разрабатывают системы автоматического контроля работоспособности изделий во время эксплуатации; выбирают наиболее надежные, долговечные и высококачественные материалы и др.
В период постройки судна или изготовления изделия показатели надежности и долговечности обеспечиваются путем выбора и строгого соблюдения соответствующей организации производственного процесса и современной технологии, объективных методов и средств контроля качества работ; соответствующей культуры производства (наличие оборудования необходимой точности, исправные оснастка и приспособления и т. п.); проведения организационно-технических мероприятий, направленных на устранение дефектов, выявленных в эксплуатации, и др.
Надежности и долговечности уделяется большое внимание в период эксплуатации судна. Весьма важным в этом отношении являются освидетельствования судов, которые осуществляет Регистр СССР.
В последние годы на судостроительных предприятиях (в конструкторских бюро и на заводах) созданы службы надежности, основным назначением которых является методическое руководство производственными подразделениями, контроль за обеспечением надежности и долговечности разрабатываемых и выпускаемых изделий.