Как доказать необходимость ремонта крыши здания. Современные проблемы науки и образования Обоснование необходимости капитального ремонта здания

1

В статье ставиться вопрос об экономической и социальной эффективности и целесообразности проведения капитального ремонта многоквартирных жилых домов. В статье приведены статистические данные состояния жилого фонда города Перми. Рассмотрены основные положения жилищной политики государства и края – изменения, внесенные в жилищный кодекс РФ, а также основные положения региональной программы капитального ремонта общего имущества в многоквартирных домах, а также приведен обзор существующей системы содержания и проведения капитального ремонта многоквартирных жилых домов. Выделены основные критерии отбора домов для капитального ремонта. Приведены практические примеры обследования многоквартирных жилых домов города Перми, целью которых было определение целесообразности проведения капитального ремонта. Предложены рекомендации организации и эффективному и целесообразному проведению капитального ремонта многоквартирных жилых домов.

техническое состояния

физический и моральный износ

модернизация

капитальный ремонт жилых многоквартирных домов

воспроизводство жилищного фонда

жилищный фонд

1. Региональная программа капитального ремонта общего имущества в многоквартирных домах, расположенных на территории Пермского края, на 2014-2044 годы, утвержденная Постановлением Правительства Пермского края от 24.04.2014 № 288-п [Электронный ресурс]: доступ из электронного фонда правовой и нормативно-технической документации «Техэксперт».

2. ВСН 58-88 (р). Положение об организации и проведении реконструкции, ремонта и технического обслуживания зданий объектов коммунального и социально-культурного назначения [Электронный ресурс]: режим доступа: Техэксперт.

3. Евдокименко Н.Л., Ларин С.Н. Проблемы финансового обеспечения капитального ремонта жилищного фонда.// Аудит и финансовый анализ.- №5 - 2009.

4. МДК 2-04.2004. Методическое пособие по содержанию и ремонту жилищного фонда [Электронный ресурс]: режим доступа: Техэксперт.

5. Методика определения физического износа гражданских зданий [Электронный ресурс]: утв. Приказом Минкоммунхоза РСФСР от 27.10.1970 N 404). - Режим доступа: КонсультантПлюс.

6. Сазонов П.А. Экономический анализ инвестиционного обеспечения капитального ремонта многоквартирных домов: диссертация на соискание учёной степени кандидата экономических наук. - Н. Новгород, 2004г.- 136с.

7. Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Пермскому краю (Пермьстат) [Электронный ресурс]: офиц. сайт. - Режим доступа: http://permstat.gks.ru/.

Среди множества проблем и задач, накопившихся в жилищной сфере г. Перми, на первый план выходит проблема капитального ремонта, реконструкции, модернизации и реновации жилищного фонда.

Эта проблема возникла в связи с многолетним недофинансированием капитального ремонта и реконструкции жилищного фонда и коммунального хозяйства. За прошедшие два десятилетия существенно увеличился износ жилого фонда и коммунальных объектов, что привело к увеличению объемов ветхого и аварийного жилья, снижению надежности, экологической безопасности эксплуатации инженерных систем, повышению текущих расходов на их содержание.

Цель исследования

Целью исследования является обзор существующей системы содержания и проведения капитального ремонта многоквартирных жилых домов, обзор критериев по отбору домов для капитального ремонта и оценка их достаточности для обоснования проведения капитального ремонта жилых многоквартирных зданий.

Результаты исследования

Как показывает статистика за 2013 год, 60,2% площади жилищного фонда Пермского края находится в состоянии от 0 до 30% износа, 33,8% фонда - 31-65% износа; 5,0% и 1,1% - 66-70% и свыше 70% износа соответственно. При этом доля многоквартирных жилых домов со степенью износа 31-65% составляет 57,7%. Доля ветхого и аварийного жилья составляет 4,3% . Необходимо также отметить, что значительная часть жилищного фонда г. Перми не удовлетворяет современным запросам населения по качественным характеристикам, техническому содержанию и уровню благоустройства.

В связи с изменениями в Жилищном кодексе РФ в части организации и финансирования капитального ремонта многоквартирных жилых зданий, властями г. Перми разработана «Региональная программа капитального ремонта общего имущества в многоквартирных домах, расположенных на территории Пермского края...», по условиям которой в Программу включаются все многоквартирные дома, за исключением домов, признанных в установленном порядке аварийными и подлежащими сносу, и домов, физический износ которых превышает 70% .

Проранжировать жилые дома по степени их изношенности - задача муниципалитета на основании постановления Правительства РФ от 30 июня 2015 года N 657 и постановления Правительства РФ от 29 октября 2014 года N 1115 о техническом мониторинге домов. Кроме того, согласно закону Пермского края от 11.03.2014 № 304-ПК, очерёдность включения многоквартирных домов в региональную программу капитального ремонта многоквартирных домов определяется на основании данных мониторинга технического состояния многоквартирных домов в соответствии со следующими критериями: 1) год ввода в эксплуатацию многоквартирного дома; 2) дата последнего проведения капитального ремонта по виду работ (услуг), включённых в перечень услуг и (или) работ по капитальному ремонту общего имущества в многоквартирном доме; 3) физический износ многоквартирного дома, %; 4) полнота поступления взносов на капитальный ремонт от собственников помещений в многоквартирном доме за последние три года реализации региональной программы.

В соответствии с нормативными документами, капитальный ремонт определяется как комплекс работ по полной или частичной замене конструктивных элементов и инженерных систем зданий, который приводит к снижению физического износа и повышению эксплуатационных качеств. Капитальный ремонт многоквартирного жилого дома должен включать устранение неисправностей отдельных частей или полностью изношенных конструкций, восстановление или замену их на более прочные, долговечные и экономичные, улучшающие эксплуатационные показатели ремонтируемых зданий, за исключением полной замены основных конструкций, к которым относятся все виды стен, каркасы, каменные и бетонные фундаменты. В рамках капитального ремонта может осуществляться экономически целесообразная модернизация здания: улучшение планировки, увеличение количества и качества услуг, оснащение недостающими видами инженерного оборудования, благоустройство окружающей территории .

Важнейшей частью организации капитального ремонта является разра-ботка его стратегии. В теоретическом плане возможны два варианта ремон-та: по техническому состоянию, когда ремонт начинают после появления неисправности для ее устранения; профилактическо-предупредительный, когда ремонт начинают до появления отказа (для его предупреждения). В практике технической эксплуатации зданий используют сочетание двух стратегий: назначают ремонт по сроку эксплуатации, а объем ремонтных работ определяют по техническому состоянию.

Сроки проведения капитального ремонта жилых домов регулируется Положением об организации и проведении реконструкции, ремонта и технического обслуживания жилых зданий, объектов коммунального и социально-культурного назначения (ВСН 58-88(р)). При планировании работ по капитальному ремонту периодичность их проведения может приниматься в соответствии с рекомендуемым Приложением 2 (для зданий в целом) и рекомендуемым Приложением 3 (для отдельных конструкций и элементов). В указанных приложениях установлена минимальная продолжительность эффективной эксплуатации многоквартирных домов, а также отдельных элементов многоквартирных домов, то есть такой срок эксплуатации, по истечении которого необходимо проведение капитального ремонта. К примеру, минимальная продолжительность эффективной эксплуатации покрытия крыш из рулонных материалов составляет 10 лет, из оцинкованной стали - 15 лет, из шифера - 30 лет, из керамической черепицы - 60 лет и т.д. .

Однако, в настоящее время организация капитального ремонта ориентирована, в основном, на аварийно-восстановительные работы.

При новых условиях организации проведения капитального ремонта жилых домов жители, вернее, собственники квартир многоквартирных домов играют не последнюю роль при проведении капитального ремонта дома: без них невозможно будет ни составить смету, ни принять выполненные работы. И, казалось бы, что новая программа капитального ремонта позволит собственникам, пусть и за счет собственных средств, устранить накопленный износ строительных конструкций и инженерных коммуникаций жилого дома, улучшить техническое состояние общего имущества дома и продлить сроки эксплуатации здания. Но и здесь уже выявлены слабые стороны, причем как финансового, так и технического характера.

В перечень работ по капитальному ремонту общего имущества в многоквартирных домах, согласно региональной программе, входит: ремонт внутридомовых инженерных систем электро-, тепло-, газо-, водоснабжения и водоотведения; ремонт или замена лифтового оборудования, ремонт лифтовых шахт; ремонт крыши, устройство выходов на кровлю; ремонт подвальных помещений, которые относятся к общему имуществу в доме; утепление и (или) ремонт фасада; установление коллективных (общедомовых) приборов учета и узлов управления потребления ресурсов; ремонт фундамента.

Многолетний опыт обследования жилых домов показывает, что на территории Перми имеются и такие многоквартирные жилые дома, включенные в программу капитального ремонта, которые не признаны администрацией города аварийными, но фактически несущая способность строительных конструкций этих домов снижена, не обеспечена должная надежность и безопасность и они представляют угрозу для жизни и здоровья граждан. Проведение капитального ремонта общего имущества по программе в таких домах не обеспечит требуемую безопасность здания, а наоборот, может скрыть дефекты и повреждения, требующие иных мер устранения (усиление конструкций или реконструкция здания). Здесь и возникает вопрос о целесообразности проведения капитального ремонта жилого дома.

Эффективность и целесообразность капитального ремонта зданий определяется сопоставлением получаемых экономических и социальных результатов с затратами, необходимыми для их достижения. При этом экономические результаты должны выражаться в устранении физического износа и экономии эксплуатационных расходов. Социальные результаты должны выражаться в улучшении жилищных условий населения, условий работы обслуживающего персонала, повы-шении качества и увеличении объема услуг.

Один из примеров, когда нарушение нормативных сроков эксплуатации и несвоевременное выполнение ППР приводят к неутешительным результатам - жилой многоквартирный дом по ул. Карпинского, 5 в Индустриальном районе. Здание 1953 года постройки, двухэтажное, на 30 квартир, с кирпичными стенами и деревянными перекрытиями. Минимальная продолжительность эффективной эксплуатации исследуемого жилого дома до постановки на капитальный ремонт составляет 10-15 лет [ВСН]. Периодичность проведения текущих ремонтов должна составлять 3-5 лет. Фактический срок эксплуатации здания составляет 62 года. За период эксплуатации здания капитальных ремонтов не проводили. Частично были заменены стояки и трубопроводы инженерных коммуникаций. Обследование данного жилого дома показало, что проведение капитального ремонта здания не целесообразно по ряду причин.

Во-первых, в строительных конструкциях здания были выявлены дефекты и повреждения, которые свидетельствуют об аварийном техническом состоянии здания, что не обеспечивает безопасное пребывание жильцов в доме. К таким дефектам относятся: сквозные горизонтальные трещины в цокольной части здания, выпучивание и искривление кирпичной кладки цоколя, которые свидетельствуют о горизонтальных смещениях фундамента; вертикальные сквозные трещины в наружных стенах здания, переходящие на перекрытия и внутренние стены, которые свидетельствуют о разделении здания на блоки, имеющие различные деформации; а также прогибы, многочисленные трещины и разрушения штукатурного слоя перекрытий; просадки оснований полов.

Во-вторых, по результатам количественной оценки технического состояния конструкций здания определен физический износ здания, который составляет 59%. Согласно Методике определения физического износа гражданских зданий , существует зависимость между физическим износом здания и ориентировочной стоимость затрат на проведение капитального ремонта. При полученной величине физического износа строительных конструкций здания (59%), примерная стоимость капитального ремонта составляет 87% от восстановительной стоимости здания. Где под восстановительной стоимостью здания понимается стоимость нового строительства исследуемого жилого дома, которая рассчитывается в текущих ценах на дату обследования. Максимальная же стоимость ремонта должна составлять ее более 80% от восстановительной стоимости .

В-третьих, обследуемый жилой дом имеет значительный функциональный (моральный) износ, который отражает несоответствие строительных конструкций, инженерных систем и здания в целом эргономическим требованиям и включает в себя следующие показатели: наличие сгораемых конструкций (деревянных перекрытий и перегородок); отсутствие ванных комнат; общий санузел и кухня на несколько квартир; несоответствие размеров помещений современным нормативным требованиям. Устранение морального износа возможно лишь путем реконструкции или модернизации обследуемого здания.

Безусловно, при проведении капитального ремонта могут проводиться работы по модернизации, связанные с возмещением морального износа, но такие работы не составляют суть капитального ремонта. В современных условиях, учитывая высокие темпы научно-технического прогресса и внедрение его результатов, как в технологии производства работ, так и в производство материалов и конструкций, проведение традиционного капитального ремонта без элементов модернизации во многих случаях невозможно и нецелесообразно .

Общим требованием по включению в планируемый перечень работ и технологических процессов по капитальному ремонту многоквартирных домов, связанных с модернизацией конструкций, инженерных систем и других элементов жилых зданий, должна предшествовать оценка экономической целесообразности проведения работ по модернизации. Такая оценка производится с учетом того, что сроки службы новых (замененных конструкций, инженерных систем и других элементов и их частей) не должны превышать остаточного срока службы многоквартирных домов.

Имеют место и другие случаи нецелесообразного проведения капитального ремонта многоквартирных жилых домов. Так, например, жилые дома по ул. Энгельса в Дзержинском районе. Здания двухэтажные, с кирпичными стенами и деревянными перекрытиями. Несмотря на свой срок эксплуатации (около 50 лет), их техническое состояние удовлетворяет требованиям механической безопасности и не представляет угрозы для жизни и здоровья граждан. Но ввиду значительного морального износа, данные здания не удовлетворяют современным объемно-планировочным, санитарно-эпидемиологическим и пожарным требованиям, а также не вписываются в архитектурных облик окружающей застройки - на прилегающей территории осуществляется снос подобных зданий и планируется застройка прилегающих кварталов 6-9-ти этажными домами. Рациональным выходом из этой ситуации видится реновация жилых домов, которая будет включать в себя расселение жилых домов и строительство новых с учетом градостроительной концепции застройки квартала.

Сталкиваясь с подобными примерами необоснованного или экономически нецелесообразного проведения капитального ремонта жилых домов, в новых условиях жилищной политики возникает необходимость развития методологии организации ремонтных работ с учетом интересов прямых участников инвестиционного процесса, нормативной базы и действующего законодательства .

Схема планирования капитального ремонта должна основываться не только на документальных данных, прописанных в региональной программе капитального ремонта, но и на конкретной, достоверной и актуальной информации о техническом состоянии всех строительных конструкций, элементов и узлов здания, и инженерных систем здания, полученной квалифицированными специалистами в результате детального или комплексного обследования технического состояния здания.

Важной задачей организации капитального ремонта является определение потребности в ремонте для каждого конкретного многоквартирного жилого дома, соизмерение потребностей с возможностями и принятие на основе этого соизмерения управленческих решений, всегда являющихся определенным компромиссом. При этом должно быть сохранено основное достоинство системы планово-предупредительных ремонтов, а именно, его профилактический характер, обеспечивающий заблаговременный ремонт, до момента достижения зданием или его элементом аварийного состояния .

Заключение

Проблема проведения капитального ремонта многоквартирных жилых домов и восстановления их функционально-эксплуатационных характеристик до требуемого уровня по целому ряду показателей является одной из наиболее острых, но пока еще не решенных проблем. Изменения, внесенные в Жилищный кодекс РФ, и региональные программы капитального ремонта вызывают много споров и разногласий. Система ранжирования жилых домов по предложенным критериям не позволяет адекватно установить необходимость проведения капитального ремонта, объемы и виды ремонтных работ, а, самое главное, оценить экономическую и социальную эффективность и целесообразность капитального ремонта.

Для успешной реализации основных направлений воспроизводства жилищного фонда посредством капитального ремонта необходимо:

• рассматривать капитальный ремонт в тесной взаимосвязи с существующей градостроительной и экономической средой (обязательное технико-экономическое обоснование капитального ремонта);
• учитывать фактическое техническое состояние жилого фонда и динамику потребностей в проведении капитального ремонта, модернизации и реконструкции;
• учитывать технологические требования к срокам проведения капитального ремонта;
• стимулировать процесс привлечения финансовых ресурсов в сферу ремонтных работ, повышая их привлекательность для инвесторов;
• создать нормативно-правовую базу проведения капитального ремонта жилых зданий с учетом современных социально-экономических условий.

Рецензенты:

Кашеварова Г.Г., д.т.н., профессор, зав. кафедрой «СК и ВМ», Пермский национальный исследовательский университет, г. Пермь.

Харитонов В.А., д.т.н., профессор, зав. кафедрой «СИМ», Пермский национальный исследовательский университет, г. Пермь.

Библиографическая ссылка

Шестакова Е.А. ОБ ОБОСНОВАНИИ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2-3.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=23630 (дата обращения: 12.06.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

В ходе текущей финансово-хозяйственной деятельности учреждения силовых ведомств в целях поддержания нормальных технико-эксплуатационных характеристик закрепленных за ними зданий и сооружений осуществляют текущий и капитальный ремонт, а иногда реконструкцию и строительство новых объектов основных средств. Поговорим о том, на что следует обратить внимание учреждениям при проведении ремонтных работ.

Понятийный аппарат

Перед тем как непосредственно переходить к проведению ремонтных работ, учреждению следует определить, к какому типу будут относиться выполняемые работы: к капитальному (текущему) ремонту или реконструкции. Ведь в случае неправильной квалификации работ и оплаты не того вида расходов учреждение может быть привлечено к ответственности за нецелевое использование средств.

Для этого необходимо обратиться к нормативно-правовым актам, регламентирующим деятельность в области строительства, так как действующее бухгалтерское и налоговое законодательство не содержит определений указанных понятий.

В соответствии с п. 3.8 МДС 81-35.2004 к капитальному ремонту зданий и сооружений относятся работы по восстановлению или замене отдельных частей зданий (сооружений) или целых конструкций, деталей и инженерно-технического оборудования в связи с их физическим износом и разрушением на более долговечные и экономичные, улучшающие их эксплуатационные показатели.

Для справки: предупредительный (текущий) ремонт заключается в систематически и своевременно проводимых работах по предупреждению износа конструкций, отделки, инженерного оборудования, а также работах по устранению мелких повреждений и неисправностей.

В ходе анализа приведенных определений можно сделать вывод, что при текущем ремонте можно проводить только незначительные работы, следовательно, все основные работы должны выполняться при капитальном ремонте. Например, частичный ремонт кровли с учетом незначительности материальных и трудовых затрат будет являться текущим ремонтом, а сплошная смена или замена всех видов кровли – капитальным.

Согласно п. 3.4 МДС 81-35.2004 при реконструкции (переустройстве) существующих цехов предприятия и объектов основного, подсобного и обслуживающего назначения, как правило, без расширения имеющихся зданий и сооружений основного назначения, связанного с совершенствованием производства и повышением его технико-экономического уровня и осуществляемого по комплексному проекту на модернизацию предприятия в целях увеличения производственных мощностей, улучшения качества и изменения номенклатуры продукции, в основном без увеличения численности работающих при одновременном улучшении условий их труда и охраны окружающей среды могут осуществляться следующие мероприятия:

• расширение отдельных зданий и сооружений основного, подсобного и обслуживающего назначения в случаях, когда новое высокопроизводительное и более совершенное по техническим показателям оборудование не может быть размещено в существующих зданиях;
• строительство новых и расширение существующих цехов и объектов подсобного и обслуживающего назначения;
• строительство на территории действующего предприятия новых зданий и сооружений того же назначения взамен ликвидируемых, дальнейшая эксплуатация которых по техническим и экономическим условиям признана нецелесообразной.

Таким образом, если учреждение планирует заменить покрытие кровли, это будет признано ремонтом (текущим или капитальным), а если оно хочет оборудовать на чердаке рабочие кабинеты или надстроить на кровле мансарду, то данные работы уже будут являться реконструкцией.

Заметим, что аналогичные нормы есть в Градостроительном кодексе.

Перечень основных работ, проводимых в ходе текущего и капитального ремонта в отношении объектов социально-культурной сферы, приведен в ВСН 58-88(р), а в отношении объектов производственной сферы – в МДС 13-14.2000.

В соответствии с п. 1.1 ВСН 58-88(р) данное положение распространяется на объекты коммунального и социально-культурного назначения независимо от формы собственности. Согласно приложению В к СП 118.13330.2012 «Общественные здания и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 31-06-2009», утвержденных Приказом Минрегиона РФ от 29.12.2011 № 635/10 к зданиям и помещениям общественного назначения относятся:

• здания и сооружения для объектов, обслуживающих население;
• здания объектов по обслуживанию общества и государства (в частности, здания судов и прокуратуры, а также правоохранительных организаций (полиция, таможня)).

Обратите внимание: перечень дополнительных работ, проводимых при капитальном ремонте, приведен в приложении 9 к ВСН 58-88(р).

Согласно п. 5.1 ВСН 58-88(р) капитальный ремонт должен включать устранение неисправностей всех изношенных элементов, восстановление или замену (кроме полной замены каменных и бетонных фундаментов, несущих стен и каркасов) их на более долговечные и экономичные, улучшающие эксплуатационные показатели ремонтируемых зданий. При этом может осуществляться экономически целесообразная модернизация здания или объекта: улучшение планировки, увеличение количества и качества услуг, оснащение недостающими видами инженерного оборудования, благоустройство окружающей территории.

При реконструкции зданий (объектов) исходя из сложившихся градостроительных условий и действующих норм проектирования помимо работ, выполняемых при капитальном ремонте, могут осуществляться:

• изменение планировки помещений, возведение надстроек, встроек, пристроек, а при наличии необходимых обоснований – их частичная разборка;
• повышение уровня инженерного оборудования, включая реконструкцию наружных сетей (кроме магистральных);
• улучшение архитектурной выразительности зданий (объектов), а также благоустройство прилегающих территорий.

При реконструкции объектов коммунального и социально-культурного назначения могут предусматриваться расширение существующих и строительство новых зданий и сооружений подсобного и обслуживающего назначения, а также строительство зданий и сооружений основного назначения, входящих в комплекс объекта, взамен ликвидируемых.

Перечень основных работ, выполняемых при текущем ремонте, представлен в приложении 4 к ВСН 58-88(р).

Обоснование проводимых работ

Особое внимание следует уделить вопросам обоснованности проведения ремонтных работ. Согласно п. 6 ст. 55.24 ГрК РФ в целях обеспечения безопасности зданий, сооружений в процессе их эксплуатации учреждения должны обеспечивать техническое обслуживание зданий, сооружений, их эксплуатационный контроль и текущий ремонт.

Эксплуатационный контроль за техническим состоянием зданий, сооружений осуществляется в период их эксплуатации путем периодических осмотров, контрольных проверок и (или) мониторинга состояния оснований, строительных конструкций, систем инженерно-технического обеспечения и сетей инженерно-технического обеспечения в целях оценки состояния конструктивных и других характеристик надежности и безопасности зданий, сооружений, систем и сетей инженерно-технического обеспечения и соответствия указанных характеристик требованиям технических регламентов, проектной документации.

Для справки: на основании п. 3.2 ВСН 58-88(р) проводимые осмотры делятся на плановые и внеплановые. В свою очередь, плановые осмотры подразделяются на общие и частичные.

При общих осмотрах контролируется техническое состояние здания или объекта в целом, его систем и внешнего благоустройства, при частичных осмотрах – техническое состояние отдельных конструкций помещений, элементов внешнего благоустройства. Внеплановые осмотры должны проводиться после землетрясений, селевых потоков, ливней, ураганных ветров, сильных снегопадов, наводнений и других явлений стихийного характера, которые могут вызвать повреждения отдельных элементов зданий и объектов, после аварий в системах тепло-, водо-, энергоснабжения и при выявлении деформаций оснований.

Обратите внимание: общие осмотры должны проводиться два раза в год (весной и осенью).

Для проведения указанных осмотров учреждению следует создать комиссию, а их результаты нужно отражать в документах по учету технического состояния здания или объекта (журналах учета технического состояния, специальных карточках и др.). В данных документах должны содержаться оценка технического состояния здания или объекта и его элементов, выявленные неисправности, места их нахождения, причины, вызвавшие эти неисправности, а также сведения о выполненных при осмотрах ремонтных работах. Обобщенные сведения о состоянии здания или объекта должны ежегодно отражаться в его техническом паспорте.

Основанием для проведения ремонтных работ должны служить акты осмотра имущества и дефектные ведомости (дефектные акты) (Письмо Минфина РФ от 04.12.2008 № 03-03-06/4/94). С целью проведения осмотров в учреждении необходимо сформировать комиссию или назначить ответственных лиц. В дефектной ведомости целесообразно показать следующие сведения:

• идентификационные данные объекта основных средств (инвентарный номер, краткую характеристику объекта, место его расположения и т. д.);
• выявленные дефекты и недостатки;
• перечень необходимых работ для приведения объекта основных средств в рабочее состояние;
• подписи членов комиссии, проводящих осмотр.

Вместе с тем, по нашему мнению, целесообразно утвердить формы документов в учетной политике учреждения. В качестве примера можно использовать акт о выявленных дефектах оборудования, который составляется по форме ОС-16, утвержденной Постановлением Госкомстата РФ от 21.01.2003 № 7.

Обратите внимание: формы указанных документов не утверждены. Значит, эти документы могут быть составлены в произвольной форме.

Ремонтные работы могут проводиться как силами работников учреждения (в рамках исполнения ими своих должностных обязанностей), так и с привлечением сторонних организаций. Напомним, что привлечение сторонней организации должно осуществляться в соответствии с процедурами, предусмотренными федеральными законами от 05.04.2013 № 44-ФЗ «О контрактной системе в сфере закупок товаров, работ, услуг для обеспечения государственных и муниципальных нужд» (далее – Закон о контрактной системе) и от 18.07.2011 № 223-ФЗ «О закупках товаров, работ, услуг отдельными видами юридических лиц».

Проектная и разрешительная документация

После того, как учреждение определилось с недостатками, которые должны быть устранены, составляется смета на проведение ремонтных работ и заключается государственный контракт на основании процедур, предусмотренных Законом о контрактной системе. Напомним, что договором строительного подряда должны быть определены состав и содержание технической документации, а также должно быть предусмотрено, какая из сторон и в какой срок должна представить соответствующую документацию.

Основанием для определения цены контракта на строительство, реконструкцию, капитальный или текущий ремонт объекта капитального строительства является проектная документация (включающая сметную стоимость работ), разработанная и утвержденная в соответствии с законодательством РФ.

В силу ст. 48 ГрК РФ проектная документация представляет собой документацию, содержащую материалы в текстовой форме и в виде карт (схем) и определяющую архитектурные, функционально-технологические, конструктивные и инженерно-технические решения для обеспечения строительства, реконструкции объектов капитального строительства, их частей, капитального ремонта, если при его проведении затрагиваются конструктивные и другие характеристики надежности и безопасности объектов капитального строительства.

Состав проектной документации приведен в ч. 12 ст. 48 ГрК РФ и Постановлении Правительства РФ от 16.02.2008 № 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию». В случае проведения капитального ремонта объектов капитального строительства осуществляется подготовка отдельных разделов проектной документации на основании задания застройщика или заказчика в зависимости от содержания работ, выполняемых при капитальном ремонте объектов капитального строительства.

Обратите внимание: следует учитывать, что в случае проведения текущего ремонта достаточно лишь сметы, обосновывающей стоимость работ.

В соответствии со ст. 49 ГрК РФ проектная документация объектов капитального строительства подлежит государственной экспертизе. Экспертиза проектной документации не проводится в случае, если для строительства, реконструкции не требуется получение разрешения на строительство, а также при проведении этой экспертизы в отношении проектной документации объектов капитального строительства, получившей положительное заключение государственной экспертизы и применяемой повторно, или модификации данной проектной документации, не затрагивающей конструктивных и других характеристик надежности и безо­пасности объектов.

После получения положительного заключения государственной экспертизы проектная документация утверждается застройщиком или заказчиком.

Согласно п. 2 ст. 51 ГрК РФ строительство, реконструкция объектов капитального строительства осуществляются на основании разрешения на строительство.

Оформление выполненных работ

Напомним, что оплата выполненных работ должна осуществляться в порядке, установленном заключенным контрактом. При этом следует помнить, что согласно ч. 3 ст. 94 Закона о контрактной системе для проверки представленных поставщиком (подрядчиком, исполнителем) результатов, предусмотренных контрактом, в части их соответствия условиям контракта учреждение обязано провести экспертизу. Экспертиза результатов, предусмотренных контрактом, может проводиться учреждением своими силами, или к ее проведению могут привлекаться эксперты, экспертные организации на основании контрактов, заключенных в соответствии с Законом о контрактной системе. В случае проведения ремонтных работ экспертизу следует осуществлять в виде контрольных обмеров выполненных работ.

Обратите внимание: в том случае, когда документы не содержат полностью указанных выше сведений о работе в прошлом, в дубликат трудовой книжки вносится только имеющаяся в документах информация.

Суть данной проверки заключается в сопоставлении фактически выполненных объемов работ в натуре (на объекте строительства или ремонта) с аналогичными объемами, указанными в актах по форме КС-2.

Исходными документами для проведения контрольных обмеров являются:

• акты выполненных работ по форме КС-2, где отражены виды и стоимость проведенных работ;
• акты на скрытые работы.

Согласно ч. 7 ст. 94 Закона о контрактной системе приемка результатов отдельного этапа исполнения контракта, а также поставленного товара, выполненной работы или оказанной услуги осуществляется в порядке и сроки, которые установлены контрактом, и оформляется документом о приемке, который подписывается заказчиком (в случае создания приемочной комиссии он подписывается всеми членами приемочной комиссии и утверждается заказчиком), либо заказчик в те же сроки направляет поставщику (подрядчику, исполнителю) в письменной форме мотивированный отказ от подписания такого документа.

На практике встречаются случаи, когда необходимо провести изначально не предусмотренные дополнительные работы. Следует помнить, что при заключении и исполнении контракта изменение его условий не допускается, кроме случаев, предусмотренных ст. 34 и 95 Закона о контрактной системе.

В соответствии с пп. «б» п. 1 ч. 1 ст. 95 Закона о контрактной системе изменение существенных условий контракта при его исполнении возможно, если по предложению заказчика увеличиваются предусмотренные контрактом количество товара, объем работы или услуги не более чем на 10% или уменьшаются установленные контрактом количество поставляемого товара, объем выполняемой работы или оказываемой услуги не более чем на 10%. При этом по соглашению сторон допускается изменение с учетом положений бюджетного законодательства РФ цены контракта пропорционально дополнительному количеству товара, дополнительному объему работы или услуги исходя из установленной в контракте цены единицы товара, работы или услуги, но не более чем на 10% цены контракта.

При уменьшении предусмотренных контрактом количества товара, объема работы или услуги стороны контракта обязаны уменьшить его цену исходя из цены единицы товара, работы или услуги. Цена единицы дополнительно поставляемого товара или цена единицы товара при уменьшении предусмотренного контрактом количества поставляемого товара должна определяться как частное от деления первоначальной цены контракта на установленное в контракте количество такого товара.

Итак, в случае необходимости увеличения или уменьшения заказчиком предусмотренного контрактом объема работ (если такая возможность была установлена документацией о закупке) при исполнении контракта можно увеличить или уменьшить объем работ по определенным позициям локального сметного расчета не более чем на 10% исходя из установленной в контракте цены единицы объема работы. При этом общая стоимость сметного расчета должна быть изменена пропорционально дополнительному объему работ, но не более чем на 10%.

Что касается возникновения необходимости выполнить работы, не предусмотренные контрактом, для их проведения учреждению нужно осуществить новую закупку конкурентными способами определения поставщика (подрядчика, исполнителя), установленными Законом о контрактной системе.

Для отражения операций в бухгалтерском (бюджетном) учете объектов основных средств, переданных (полученных) для проведения ремонта, следует применять акт приема-сдачи отремонтированных, реконструированных и модернизированных объектов основных средств (ф. 0504103) (далее – акт (ф. 0504103)).

В акте (ф. 0504103) содержатся сведения о сроках проведения работ по договору и фактически сведения об объекте основных средств и расходах на проведение работ по ремонту, реконструкции и (или) модернизации.

Первый экземпляр акта остается в учреждении, второй экземпляр передается организации, проводившей ремонт. Акт подписывается членами приемочной комиссии или лицом, уполномоченным на приемку объектов основных средств, а также представителем организации (структурного подразделения), проводившей ремонт, реконструкцию. Он утверждается руководителем организации или уполномоченным им лицом и сдается в бухгалтерию.

Обратите внимание: если ремонт выполняет сторонняя организация, акт составляется в двух экземплярах.

Если же ремонтные работы осуществляются силами работников учреждения в соответствии с их должностными обязанностями, затраты оформляются следующими унифицированными формами первичной документации:

• расход материалов – актом о списании материальных запасов (ф. 0504230);
• затраты на оплату труда – табелем учета использования рабочего времени (ф. 0504421), расчетными и платежными ведомостями (ф. 0504401, 0504403).

Результат работ по ремонту объекта основных средств, не изменяющих его стоимость, включая замену элементов в сложном объекте основных средств (в комплексе конструктивно сочлененных предметов, представляющих собой единое целое), подлежит отражению в регистре бухгалтерского учета – инвентарной карточке учета объекта нефинансовых активов (ф. 0504031) соответствующего объекта основных средств путем внесения записей о произведенных изменениях без отражения на счетах бухгалтерского учета (п. 27 Инструкции № 157н).

Списание использованных в процессе проведения работ материальных запасов, приобретенных заказчиком самостоятельно и переданных исполнителю (подрядчику), оформляется актом списания материальных запасов, который составляется на основании перечня использованных при проведении работ материалов, обозначенных в акте приема-сдачи отремонтированных, реконструированных, модернизированных объектов основных средств.

В заключение еще раз отметим, что в ходе проведения ремонтных работ осуществляется замена выбывших из строя частей, деталей новыми, при этом функции основного средства не меняются, то есть такая замена не расширяет и не увеличивает возможности объекта основных средств и не улучшает его технические характеристики. В ходе же проведения реконструкции улучшаются (повышаются) первоначально принятые нормативные показатели функционирования. Затраты на реконструкцию объекта основных средств после ее окончания увеличивают первоначальную стоимость такого объекта.

В процессе эксплуатации автомобиля его надежность и другие свойства постепенно снижаются вследствие изнашивания деталей, а также коррозии и усталости материала, из которого они изготовлены. В автомобиле появляются различные неисправности, которые устраняют при ТО и ремонте. Необходимость и целесообразность ремонта автомобилей обусловлены прежде всего неравно-прочностью их деталей и агрегатов. Следовательно, ремонт автомобиля даже только путем замены некоторых его деталей и агрегатов, имеющих небольшой ресурс, всегда целесообразнее и с экономической точки зрения оправдан. Поэтому в процессе эксплуатации автомобили проходят на автотранспортных предприятиях (АТП) периодическое ТО и при необходимости текущий ремонт (ТР), который осуществляется путем замены отдельных деталей и агрегатов, отказавших в работе. Это позволяет поддерживать автомобили в технически исправном состоянии.

При длительной эксплуатации автомобили достигают такого состояния, когда затраты средств и труда, связанные с поддержанием их в работоспособном состоянии в условиях АТП, становится больше прибыли, которую они приносят в эксплуатации. Такое техническое состояние автомобилей считается предельным, и они направляются в капитальный ремонт (КР) на АРП. Задача КР состоит в том, чтобы с оптимальными затратами восстановить утраченные автомобилем работоспособность и ресурс до уровня нового йля близко к нему.

Все детали с поступающих в КР автомобилей можно разбить на три группы:

К первой группе относятся детали, которые полностью исчерпали свой ресурс и при ремонте автомобиля должны быть заменены новыми. Количество таких деталей сравнительно невелико и составляет 25...30%. К деталям такой группы относятся поршни, поршневые кольца, вкладыши подшипников, различные втулки, подшипники качения, резинотехнические изделия и др.

Вторая группа деталей, количество которых достигает 30...35%, - это детали, ресурс которых позволяет использовать их без ремонта. К этой группе относятся все детали, износ рабочей поверхности которых находится в допустимых пределах.

К третьей группе относятся остальные детали автомобиля (40...45%). Эти детали могут быть использованы повторно только после их восстановления. К этой группе относится большинство наиболее сложных и дорогостоящих базовых деталей автомобиля, в частности блок цилиндров, коленчатый вал, головка блока, картеры коробки передач и заднего моста, распределительный вал и др. Стоимость восстановления этих деталей не превышает 10... 15% от стоимости их изготовления. Таким образом, основным источником экономической эффективности КР автомобилей является использование остаточного ресурса деталей второй и третьей групп. Себестоимость КР автомобилей и их агрегатов даже в условиях сравнительно небольших современных предприятий обычно не превышает 60... 70% от стоимости новых автомобилей. При этом достигается большая экономия в материалах и трудовых ресурсах. КР автомобилей позволяет также поддерживать не высоком уровне численность автомобильного парка страны. Организации ремонта автомобилей в нашей стране постоянно уделяется большое внимание.

В данном курсовом проекте в дальнейшем будет рассматриваться технологический процесс ремонта ведущего моста ЗИЛ-1З0. Имеющий дефекты:

• 1. Трещины на картере
• 2. Износ отверстия под роликовый подшипник ведущей опор конической шестерни;
• 3. Износ отверстий под подшипник ведущей шестерни;
• 4. Износ отверстий под подшипник дифференциала;

Введение

Обоснование необходимости производства капитального ремонта пути.

Определение классности пути

Определение потребности путевых работ по ремонту пути

Организация работ

Определение суточности производительности ПМС

Определение фронта работ в окно

Условие производства работ

Определение потребности материала на 1 км и на фронт работ в окно

Определение поправочных кофицентов

Составление схемы поездов

2.7определение длины хозяйственных поездов

Определение продолжительности окна

Составление ведомости затрата труда

Определение состава и структуры пмс

Технология работ

Технология работ по капитальному ремонту

3.2определения потребности в машинах и механизмах

Работа звеноразборочных баз ПМС

Экономический раздел.

Определение технико экономические показатели капитального ремонта пути

Производительность труда

Выработка на одного рабочего

Продолжительность нахождений км в ремонте

Сумарная длительность окол в расщете на 1 км

Затраты труда на 1км ремонта

Выработка на 1 час окна

Длительность предупреждений скорости на 1 км ремонтируемого пути

Мероприятия по технической безопасности

Мероприятия по обеспечению безопасности движении поездов.

Графическая часть

График производства работ по капитальному ремонтупути

График распределения работ по дням

Руководитель проекта: Бухвалов.А.В

Введение.

Капитальный ремонт пути назначается на тех участках и направлениях железных дорог, где необходимо произвести сплошную смену рельсов новыми и одновременно оздоровить или усилить балластный слой, шпальное хозяйство и земляное полотно.

При капитальном ремонте пути производятся следующие работы: сплошная смена рельсов новыми такого же типа, как и снимаемые с пути, или более мощными, промежуточных и стыковых скреплений; сплошная смена шпал новыми деревянными или железобетонными, их количество на километре и расстояния между осями смежных шпал должно соответствовать типам верхнего строения пути (нормальному, тяжелому и особо тяжелому).

Капитальный ремонт пути может производиться и без сплошной смены шпал, но при условии, если их техническое состояние обеспечивает надежную работу пути до очередного капитального ремонта с установленными скоростями и нагрузками на оси подвижного состава. На малодеятельных направлениях сети с грузонапряженностью до 25 млн.т.км. брутто/км в год при капитальном ремонте наряду с новыми шпалами разрешается укладывать некоторое количество старогодних, отремонтированных, которые могут обеспечить нормальную эксплуатацию пути до очередного среднего ремонта.

В состав по капитальному ремонту пути также входит: ремонт старогодних шпал, годных к повторному использованию; очистка щебеночного балластного на всю его толщину от загрязнителей, а при асбестовом и гравийном балластах обновление на глубину не менее чем 15 см под шпалой; постановка пути на новый балласт с фракцией щебня 25-50 мм и высотой несущей способностью с устройством призмы, размеры которой соответствуют стандартным поперечным профилям; замена стрелочных переводов новыми со сплошной сменой переводных брусьев. При этом рельсы стрелочных переводов должны соответствовать типу укладываемых в главные пути; замена рельсов, уравнительных приборов на мостах и мостовых брусьев новыми; подъемка малых мостов и устройство плавных отводов пути к мостам с большими пролетными строениями; исправление продольного профиля пути до проектных отметок и выправка в плане круговых и переходных кривых; переустройство при необходимости стрелочных горловин станции с удлинением станционных путей для приема и отправления длиносоставных тяжеловесных поездов с установленными скоростями; ремонт путевых и сигнальных знаков и пополнение недостающих; устройство типовых стеллажей для хранения покилометрового запаса рельсов; лечение больных мест земляного полотна и в необходимых местах устройство противопучинных конструкций; ликвидация отдельных негабаритных мест и капитальный ремонт водоотводных и водосборных сооружений; защитных и укрепительных сооружений земляного полотна.

Капитальный ремонт пути проводится на участках 3-5-го классов.

Капитальный ремонт пути назначает начальник службы пути на основе заявки начальника дистанции пути.

На путях 5 класса при капитальном ремонте пути проводят замену материалов верхнего строения пути, не обеспечивающих безопасное движение поездов с установленными скоростями, а также сопутствующие работы по комплексной выправке пути с ремонтом водоотводных и дренажных сооружений, ликвидацией пучин и балластных выплесков, срезкой лишнего грунта на обочинах и междупутьях.

Стыки, в том числе сварные, перед профильной шлифовкой должны быть наплавлены и выплавлены в вертикальной плоскости передвижным прессом или специальной машиной и подбиты.

При использовании старогодних и новых шпал последние нужно укладывать прежде всего в кривых радиусом менее 650 м в объеме не менее 60%, старогодные шпалы 1 группы годности должны также укладываться преимущественно в кривых участках пути.

Старогодних шпалы укладывают в путь рассредоточено вперемежку с новыми, кроме стыковых и пристыковых.

Инвентарные рельсы должны отвечать следующим требованиям:

- боковой износ: на путях 3-го класса – 4 мм; 4-5-го классов – 6 мм;

- вертикальный износ: 3-5-го классов – 6 мм;

- смятие головки и провисание концов: 3-го класса – 2 мм; 4-5-го классов – 3 мм.

- разность по высоте смежных рельсов (вертикальная ступенька в стыке): 3-5-го классов – 2 мм;

- горизонтальная ступенька в стыке: 3-5-го классов – 1 мм.

Процент негодных элементов скреплений определяется выборочно в ходе детального обследования на каждом километре скреплений на двух 25-метровых звеньях (на бесстыковом пути – на двух отрезках пути длиной по 25 метров), произвольно выбранных в начале и середине километра.

Критерии назначения капитального ремонта пути

Определение классности ремонтируемого пути и характеристика верхнего строения пути после ремонта.

Все железнодорожные пути классифицируются по классам, группам, категориям.

Капитальный ремонт пути предназначен для замены путевой решетки на более мощную или менее изношенную на путях 3 – 5 – го классов (стрелочных переводов на путях 4 – 5 – го классов), смонтированную из старогодних рельсов, новых и старогодних шпал и Cкреплении

По грузонапряженности пути разделяются на 5 групп, а по допускаемым скоростям – на 7 категорий, которые обозначаются соответственно буквами и цифрами. Классы путей, представляющие собой сочетание групп и категорий, обозначаются цифрами. По исходным данным ремонтируемый путь относится к 3-й категории, группе В, 2-му классу, то есть путь 2Б3.

Организация работ

Усиленный капитальный, капитальный ремонты пути, переводимый с переводом пути на щебеночный балласт, выполняются по проектам, разрабатываемым проектными организациями в соответствии с действующими нормативно-техническими документами. Но эти виды ремонтов разрабатываются также проекты организации работ, в которых совместно с исполнителями работ устанавливаются сроки их выполнения и порядок организации движения поездов во время «окна».

Характеристика пути до ремонта: участок однопутный, электрифицированный, оборудован автоблокировкой, в течении рабочего дня по участку проходит 11 пар грузовых поездов и 4 пары – пассажирских; в плане линия имеет 65% прямых и 35% кривых; рельсы типа Р65 длиной 25 м; накладки 4-х - дырные; промежуточное скрепление костыльное; шпалы железобетонные 1-го типа; противоугоны пружинные в количестве 44 пар на звено; балласт щебеночный, толщина под шпалами 40 см; загрязненность ниже подошвы шпал 20%

Характеристика пути после ремонта: условия эксплуатации и конструкции пути остаются прежними. Изолирующие стыки укладываются клееболтовые, стыковые скрепления 6-ти-дырные.

Суточная производительность

Сроки выполнения работ заданы в виде продолжительности сезона работ в месяцах. Для подсчета суточной производительности ПМС следует определить сроки выполнения работ в днях, то есть умножить продолжительность сезона работ в месяцах на расчетное число рабочих дней в месяце. Для восьмичасовой продолжительности рабочей смены с двумя выходными днями равно 21 дню.

Суточная производительность ПМС определяется по следующей формуле:

S = Q / T - ∑t,

Q – годовой объем ПМС (км);

T – число рабочих дней;

∑t – число дней резерва на случай непредставления «окон», несвоевременного завоза материалов, ливневых дождей и других причин, принимается равным (0,1 – 0,12)· T , т.е.:

S = Q / 0,1 · T;

Q = 47 км;

T = 107 дней;

S = 47 / 14.3 · 0,62 = 0,47 км.

Фронт работ в «окно»

Длина фронта работ в «окно» определяется исходя из вычисленной суточной производительности ПМС и периодичности предоставления «окон», принимаемой по типовому технологическому процессу:

l фр. = S · n,

Демонтаж стеллажей ПКЗ.

Подготовка места для заезда и съезда землеройной техники.

Снятие путевых знаков.

Закрепление РШР.

Оформление закрытия перегона и пробег машин к месту работ, снятие напряжения с контактной сети.

Планировка щебеночного слоя балластной призмы.

Укладка пути УК 25-9/18.

7. Установка нормальных стыковых зазоров, постановка накладок и сбалчивание стыков электрогаечным ключом, поправка шпал по меткам, регулировка РШР в плане гидравлическим прибором.

8. Выгрузка щебня из хоппер-дозатора 70%.

Работа ЭЛБ – 4.

Подготовка места для зарядки ВПО – 3000, выправка со сплошной подбивкой шпал, рихтовкой и оправкой балластной призмы ВПО – 3000.

11. Выгрузка щебня из хоппер – дозатора 30%.

Работа ЭЧК.

Открытие перегона.

Весь перечень соответствующих работ, выполняемых в «окно», приведён в ведомости затрат труда и показан на графике производства работ в «окно». Перед открытием перегона, после выполнения основных работ в «окно», путь приводиться в состояние, обеспечивающие безопасный пропуск первых двух поездов по месту работ со скоростью 25км/ч, а последующие не более 60км/ч. Установленная для данного участка скорость окончательно устанавливается после всего комплекса работ и полной стабилизации пути.

Основные работы после «окна»:

1. Выправка пути в местах отступлений по уровню 10%.

2. Рихтовка пути в местах отступлений 10%.

Очистка кюветов.

Сплошная добивка костылей.

4. Планировка междупутия 30 – 50%.

5. Отделка балластной призмы 30 – 50%

6. Перевозка контейнеров с противоугонами, установка недостающих противоугонов 50%, установка и окраска путевых знаков, нумерация рельсовых звеньев.

Длины хозяйственных поездов:

Длина разборочного поезда (путеразборщика): 446 м.

Длина укладочного поезда (путеукладчика): 446 м.

Длина хоппер – дозаторной вертушки №1, выгружаемой 70% щебня: 335,09м.

Длина хоппер – дозаторной вертушки №2, выгружаемой 30% щебня: 152,5.

Составлению схем формирования рабочих поездов придается большое значение. Успешная работа ПМС в «окно» в значительной степени зависит от своевременного и правильного формирования рабочих поездов как на путевой производственной базе, так и на прилегающих к ремонтируемому перегону станциях. В зависимости от характера выполняемой работы на перегоне эти схемы могут быть различными. Однако они должны соответствовать типовым схемам установленным Инструкцией по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ.

Длина разборочного поезда (путеразборщика):

L разб.п. =L лок. +L разб.кр. +n пл. ·L пл. + n МПД · L МПД =

40 + 44 + 24 · 15 + 2 · 17 = 478 м;

n пл. = l фр. / 150 · 2 + 2;

n пл. = 1650/150 · 2 = 22 + 2 (дополнительные платформы) = 24

Длина укладочного поезда (путеукладчика):

L уклад.п. =L лок. +L уклад.кр. +n пл. ·L пл. + n МПД · L МПД = 34 + 163,2 +11,2 · 16,2 + 43,9 = 273.82

Длина хоппер – дозаторного поезда №1, выгружаемый 70% щебня:

L ХД-1 = L лок. + L т. ваг. + n ХД-1 · L ХД-1 = 40+ 17 + 31· 11 = 396 м;

Длина хоппер – дозаторного поезда №2, выгружаемый 30% щебня:

L ХД-2 = L лок. + L т. ваг. + n ХД-2 · L ХД-2 = 40+ 17 + 13.2· 11 = 203 м;

L ХД = L ХД-1 + L ХД-2 = 396 + 203 = 599 м;

Длина поезда с машиной ЭЛБ:

L ЭЛБ = L ЭЛБ + L лок. = 51 + 40 = 91 м;

Длина поезда с машиной ВПО-3000:

L ВПО-3000 = L ВПО + L лок. + L т. ваг. = 28 + 40 + 17 =85 м;

Длина ВПР

L впр = 28 м;

Продолжительность «окна»:

Необходимую продолжительность «окна» устанавливают в зависимости от вида и объема ремонтно-путевых работ, конструкции и числа используемых машин и механизмов, применяемой технологии работ, а также конкретных условий каждого участка, на котором они выполняются.

Продолжительность «окна» определяется по следующей формуле:

T = t р. + T вед. + t с.

t р. – время, необходимое для развертывания работ;

T вед. – время работы ведущей машины – путеукладчика;

t с. – время, необходимое для свертывания работ и открытия перегона для пропуска графиковых поездов.

t р. = t 1 + t 2 + t 3 + t 4 + t 5;

t 1 – время на оформление закрытия перегона, пробег первой машины к месту работы и снятие напряжения с контактной сети = 20 минут;

t 2 – Врямя на зарядку Щом = 0минут;

t 3 – интервал времени между началом работы щебнеочистительной машины и началом работы по разболчиванию стыков, определяется по формуле:

t 3 = l i · N p · α 5 ;

l i - участок, который должна очистить машина, чтобы могла начать работу бригада по разболчиванию стыков = 0,1 км;

N i – техническая норма времени очистки щебня машиной ЩОМ = 39,6 мин/км пути;

α 5 – поправочный коэффициент для работ, выполняемых в «окно»;

t 4 – интервал времени между началом разболчивания стыков на участке пути и разборкой пути, равном длине разборочного поезда плюс 50 м разрыва по технике безопасности:

t 4 = ((L разб.п. + 50) / 2000) · 60 · α 2;

L разб.п. – длина путеразборочного поезда.

t 5 – интервал времени между началом разработки и началом укладки пути, определяемый временем, необходимым для разработки пути протяженностью до 200 м, определяется по формуле:

t 5 = (200 / l зв.) · N i · α 5 ;

l зв. – длина звена при разборке пути;

N i – техническая норма времени на разборку одного звена = 1,7

t 3 = = 23 мин;

t 4 = 5 мин;

t 5 = =7 мин;

t р. = = 53 мин.

T вед. = (l фр. / l зв) · N i · α 2 ;

l фр. – длина фронта работ в «окно»;

l зв. – длина звена при укладке пути;

N i – техническая норма времени на укладку одного звена,

α 2 – поправочный коэффициент для работ, выполняемых в «окно»;

T вед. = = 120 мин.

Время, необходимое на свертывание работ, определяется по следующей формуле:

t с. = t 6 + t 7 + t 8 + t 9 + t 10 + t 11 + t 12 + t 13 + t 14 + t вед;

t 6 – интервал между началом укладки и началом постановки накладок со сболчиванием стыков определяется времени, необходимым для того, чтобы до постановки накладок со сболчиванием путеукладчик освободил путь на длине 25 м по технике безопасности;

t 6 = ((l ук-25 + 25 + n пл.) / l зв.) · N i · α 2 ;

l ук-25 – длина путеукладочного крана;

n пл. – количество платформ при путеукладчике, груженные звеньями;

N i – техническая норма времени укладки 1 звена,

t 7 – интервал между началом постановки накладок со сболчиванием стыков и началом рихтовки пути определяется фронтом работ бригады болтовщиков, технологическим разрывом между бригадами по сболчиванию стыков и по рихтовке пути не менее 25 м и фронтом работы бригады по рихтовке пути, данным 25 м.

t 7 =((l болт + 25 + 25) / l зв.) · N i · α 2 ;

Фронт работы бригады по постановке накладок со сболчиванием стыков определяется по формуле:

l болт = (Q / t болт · 4) · l зв;

Q – затраты труда на постановку накладок со сболчиванием стыков;

4 – количество рабочих, занятых на сболчивании 1 стыка пути;

l зв. – длина укладываемого стыка;

Затраты труда по сболчиванию стыков определяется по формуле:

Q = n стык. · N i ·α 2 ;

n стык. – количество сболчиваемых стыков;

N i – техническая норма времени на сболчивание одного стыка;

n стык. = l фр. / l зв. ;

t болт. = l фр. / l зв. · N i · α 2 ;

N i – техническая норма времени на укладку одного звена;

l фр. – фронт работ «окно»;

l зв. – длина укладываемого звена;

t 8 – интервал между окончанием рихтовки пути и окончанием выгрузки щебня из хоппер – дозатора обусловлен длиной хоппер – дозаторного поезда, скоростью выгрузки щебня (3000 – 5000 м/ч) и разрывом во времени между

приходом хоппер – дозаторного поезда и окончанием рихтовки пути не менее 2 минут и определяется по формуле:

t 8 = (L Х-Д / ʋ Х-Д) · 60 + 2;

t 9 – интервал между окончанием выгрузки щебня и окончанием выправки машиной ВПО-3000

t 9 = (L Х-Д + 100 + L ВПО / ʋ ВПО) · 60 – t 8 ;

L Х-Д – длина хоппер – дозаторного поезда;

100 – разрыв между хоппер – дозаторным поездом и машиной ВПО-3000 по технике безопасности;

L ВПО – длина поезда с машиной ВПО-3000;

t 10 – время, затрачиваемое на разрядку машину ВПО-3000

t 11 – время, затрачиваемое на оформление открытия перегона;

t 6 = (Lхдв/ Vхдв) · 60+2= = 7 мин;

t 7 = 6 мин;

l болт = (1148,56 / 136,4· 4) · 25 = 52 м;

Q = 20,51 · 56 ·1 = 1148,56 чел/мин;

n стык. = 1480/ 25 = 56 шт;

t болт. = = 136,42 мин;

t 8 = 643,87 · 21,5 = 9мин;

t 9 = (Lвпо+100+100+Lвпо/Vхдв) 105,7 =5 мин;

t 10 =(Lхдв+ 100- Lвпр/ Vвпр) · 60- t9= =5чел

t 11 =56мин;

t 12 =7мин;

t 13 =10 мин;

t 14 =15 мин;

Продолжительность «окна» составляет:

T = 300 мин, т.е. 5 ч.

В соответствии со структурой ПМС в производственный состав входят: колонна подготовительных, основных и отделочных работ; механизированная колонна производственной базы; цех или бригада по лечению земляного полотна; цех по обслуживанию машин и механизмов основного производства; командный и обслуживающий персонал.

ПМС оснащен высокопроизводительными машинами и механизмами, такими как электробалластер со щебнеочистительным устройством, подбивочно-выправочно-отделочная машина ВПО-3000, струг-снегоочиститель, хоппер-дозаторы, путеукладчики, электростанции и др. имея в наличии такие машины, ПМС в состоянии выполнять более 100 км капитального пути в год.

Для монтажа новой и демонтажа старой путевой решетки, а также ремонта элементов верхнего строения пути при ПМС создаются производственные базы, на которых сосредотачиваются машины и механизмы, зимний запас материалов верхнего строения пути. Как правило, при производственных базах создаются жилые городки для работников ПМС. Так как во многих случаях участки работ значительно удалены от базы, то часть личного состава и оборудования размещают в специально оборудованных вагонах.

1. Технология выполнения работ:

4.1. Организация работ по капитальному ремонту пути:

Работы по капитальному ремонту пути на деревянных шпалах и щебеночном балласте делятся на: подготовительные, основные и отделочные. Выполняются данные работы в следующем порядке:

Подготовительные работы: выполняются на перегоне и на производственной базе. На производственной базе выгружаются новые материалы, собираются новые и разбираются старые звенья с отгрузкой материалов. На перегоне протяженностью 1950 м подготовительные работы выполняются в течении одного дня.

В течении дня 6 монтеров пути опробывают и смазывают стыковые болты, в то же время другие 7 монтеров пути выполняют демонтаж стеллажей покилометрового запаса, удаляют с пути предметы элементов ВСП, подготавливают место для заезда и съезда землеройной техники и снимают путевые знаки, другие 13 монтеров пути закрепляют шпалы. На этом работы по подготовке пути закончены.

Основные работы производятся на участке 1950 м во время закрытия перегона на 6 часов. Во время закрытия основные работы выполняют 85 монтеров пути и 43 машиниста: 10 монтеров пути снимают рельсовые заземления и разболчивают стыки, 13 монтеров пути и 5 машиниста разбирают путь, 4 машиниста планируют щебеночный слой тракторами, 21 монтера пути и 5 машинистов укладывают путь путеукладочным краном, 35 монтеров пути устанавливают стыковые зазоры, выполняют постановку накладок и сболчивают

стыки, поправку шпал по метка, регулируют РШР в плане гидравлическими приборами, 2 монтера пути и 2 машиниста выгружают щебень их хоперно-дозаторной вертушки, 3 машиниста работают на ЭЛБ, 8 машинистов подготавливают место для зарядки машины ВПО и выправляют путь с оправкой балластной призмы ВПО-3000, 2 монтера пути и 2 машиниста выгружают щебень из второй хоперно-дозаторной вертушки, 3 машиниста выправляют путь ВПР в местах разрядки ВПО-3000, 4 машиниста работают на машине ПРБ, 3 машиниста работают на мотовозе, 2 монтера пути выполняю работу по установке заземлителей.

Основные работы после «окна» выполняются 36 монтерами пути: 20 монтеров пути выправляют путь в местах отступлений по уровню, 17 монтеров пути рихтуют путь, 6 монтеров пути подтягивают ослабленные болты,18 частично засыпают шпальные ящики щебнем и 6 монтеров пути снимают и собирают инвентарные противоугоны.

Отделочные работы выполняются в течении двух дней, работы выполняют 26 монтеров пути. 11 монтеров пути выправляют путь,8 отделывают балластную призму, 9 монтеров пути очищают кюветы и планируют междупутья, 5 монтеров пути добивают костыли и 2 монтера пути перевозят контейнеров,5 устанавливают недостающие противоугоны и окрашивают и устанавливают путевые знаки.

4.2. Перечень путевых машин и инструментов:

1. Путеразборочный кран УК – 25/9 – 18;

2. Путеукладочный кран УК – 25/9 – 18;

3. Хоппер – дозаторная вертушка №1;

4. Электробалластер ЭЛБ – 4;

5. Машина ВПО - 3000;

6. Хоппер – дозаторная вертушка №2;

7. Машина ВПР;

8. Машина для планировке и вырезке балласта ПРБ;

9. Мотовоз ЭЧК;

Дрезина ДГКУ.

4.3. Производственная база ПМС:

Каждая ПМС имеет свою производственную базу. Она похожа на большую железнодорожную станцию со множеством путей, погрузочно-разгрузочных площадок, зданий различного назначения. Ремонт пути фактически начинается на этой базе. Здесь выгружают, сортируют и складируют новые рельсы, шпалы, стрелочные переводы, скрепления, мостовые и переводные брусья; собирают новые звенья путевой решетки и блоки стрелочных переводов, хранят их в штабелях, а потом грузят на укладочные поезда; формируют укладочные, разборочные и хозяйственные поезда; выгружают замененные звенья путевой решетки, разбирают и сортируют их; ремонтируют старогодные шпалы и брусья; зимой выгружают и укладывают в штабель щебень, а летом его грузят в хоппер-дозаторы для отправки на место ремонта пути; ремонтируют, заправляют горючим все машины и механизмы, работающие как на базе, так и на перегоне; ремонтируют путевой инструмент и инвентарь, а также в механических мастерских изготовляют новый. Организация работ по сборке звеньев путевой решетки зависит от средств механизации, рода шпал, видов скреплений, типа и длины рельсов. Основным способом производства работ по сборке звеньев является поточной, создающей наиболее благоприятные условия для использования машин и механизмов.

При сборке звеньев составляется специальная ведомость сборки, в которой указывается, для какого пути они планируются (четный или нечетный, многопутный или однопутный, для перегона или станции, для кривого или прямого участка пути), наличие и расположение изолирующих стыков, искусственных сооружений, стрелочных переводов и различных устройств; номера звеньев, длину рельсов по правой и левой нитям, ширину колей, количество шпал на звено.

Для работ в «окно»

Q = 26612,73 / 480 · 1,95 = 28,4 чел/мин;

На основные работы после «окна»:

Q = 29016,86 / 480 · 1,95 =31чел/мин;

На отделочных работах:

Q = 24927,37 / 480 · 1,95 = 26,63 чел/мин.

5.5. Выработка на 1 час «окна»:

Д = l фр. / T 0 ;

Д = 1400 / 6 = 325 п м

5.6. Длительность предупреждений об ограничении на 1 км ремонта:

t пред. = 8 – Т 0 / l фр. ;

t пред. = 8 – 6 / 1,400 = 1 ч.

6. Безопасность движения поездов и техника безопасности:

6.1. Безопасность движения поездов:

При этом на расстоянии 50 м от границ ограждаемого участка с обеих сторон устанавливаются красные сигналы остановки (прямоугольный щит 600×300 мм, окрашенный с обеих сторон в красный цвет с окаймлением черной и белой полосами на шесте длиной 2000-3000 мм, окрашенном поперечными полосами поочередно в белый и красный цвет), которые находятся под наблюдением руководителя работ. От этих сигналов на расстоянии Б укладываются по 3 петарды и через 200 м от первой, ближайшей к месту работ петарды в направлении от места работ устанавливают переносные сигналы уменьшения скорости (квадратный щит 470×470 мм, окрашенный с одной стороны в желтый, а с другой – в зеленый и окаймленный черной и белой полосами на шесте длиной 3000 мм, окрашенном поперечными полосами поочередно белого и желтого цветов). Переносные сигналы уменьшения скорости и петарды должны находиться под охраной сигналистов, которые должны стоять в 20 м от первой петарды в сторону места работ с ручными красными сигналами (днем с развернутым красным флагом, ночью – с ручным фонарем, красный огонь которого обращен в сторону ожидаемого поезда).

При выполнении путевых работ развернутым фронтом (более 200 м) место производства работ ограждается выше описанным порядком. В дополнении к этому устанавливаемые на расстоянии 50 м от границ участка переносные красные сигналы остановки должны находиться под охраной стоящих около них сигналистов с ручными красными сигналами.

Места производства работ на многопутных участках, требующие остановки поезда, ограждаются порядком, при котором сигналисты могут находиться на междупутье, если его ширина не менее 6 м, а при меньшей ширине междупутья сигналисты следят за проходом поездов, находясь на обочине.

На перегоне, где расстояние от переносных красных сигналов до первой, ближайшей к месту работ петарды установлено более 1200 м, а также при плохой видимости, в случае отсутствия радиосвязи или телефонной связи, кроме сигналистов, охраняющих петарды, должны выставляться дополнительные

При производстве работ на пути развернутым фронтом, а также в кривых малого радиуса, в выемках и других местах с плохой видимостью сигналов и на участках с интенсивным движением поездов руководитель работ обязан установить связь (телефонную или по радио) с работниками, находящимися у сигналов, ограждающих место работ. Сигналисты и руководитель работ должны иметь носимые УКВ-радиостанции. Порядок обеспечения связью мест производства работ устанавливается начальником железной дороги.

При подходе поезда к переносному желтому сигналу машинист обязан подать один длинный свисток локомотива, а при подходе к сигналисту с ручным красным сигналом подать сигнал остановки и принять меры к немедленной остановке поезда, чтобы остановиться, не проезжая переносного красного сигнала.

Если место производства работ на перегоне находится вблизи станции и оградить это место установленным порядком невозможно, то стороны перегона оно ограждается указанным выше порядком, а со стороны станции переносной красный сигнал устанавливается на оси пути против входного сигнала (или сигнального знака «Граница станции») с укладкой 3 петард, охраняемых сигналистом (рис.3.4). Если место работ расположено на расстоянии менее 60 м от входного сигнала (или сигнального знака «Граница станции»), то петарды со стороны станции не укладываются. При выполнении работ вблизи станции у дежурного по станции в «Журнале осмотра путей, стрелочных переводов, устройств СЦБ, связи и контактной сети» делается запись о приеме поездов с остановкой на станции и о порядке их отправления.

Если по месту работ вблизи станции после снятия сигналов остановки поезда должны пропускаться с уменьшением скорости, то со стороны перегона оно ограждается установленным порядком, а со стороны станции против остряков выходной стрелки и против входного сигнала уменьшения скорости и на расстоянии 50 м от места работ – сигнальные знаки «НОМ» и «КОМ». В том

Места производства работ на перегонах, требующие следования поездов с уменьшенной скоростью, ограждаются, с обеих сторон на расстоянии 50 м от границ участка работы переносными сигнальными знаками «НОМ» и «КОМ». От этих сигнальных знаков на расстоянии а устанавливаются переносные сигналы уменьшения скорости.

Места работ на пути, не требующие ограждения сигналами остановки или уменьшения скорости, но предусматривающие предупреждение работающих о приближении поезда, ограждают с обеих сторон переносными сигнальными знаками «С», которые устанавливают у пути, где ведутся работы, а также у каждого смежного главного пути. Знаки «С» устанавливают на расстоянии 500-1500 м от границ участка работ, а на перегонах, где обращаются поезда со скоростью более 120 км/ч, - на расстоянии 800-1500 м.

При работах с путевым инструментом, ухудшающим слышимость, а также при производстве путевых работ в условиях плохой видимости, если работы не требуют ограждения сигналами остановки, руководитель работ обязан для предупреждения рабочих о приближении поездов установить оповестительную сигнализацию. В случае отсутствия таковой надлежит выставить со стороны плохой видимости сигналиста с духовым рожком, который должен стоять возможно ближе к работающей бригаде, чтобы приближающийся поезд был виден сигналисту на расстоянии не менее 500 м от места работ при скорости до 120 км/ч и 800 м – при скорости более 120 км/ч. В тех случаях, когда расстояние от места работ до сигналиста и дальность видимости от сигналиста до приближающегося поезда в сумме составляют менее 500 или 800 м, основной сигналист располагается дальше и выставляется промежуточный сигналист также с духовым рожком для повторения сигналов, подаваемых основным сигналистом. Число сигналистов определяется исходя из местных условий видимости и в зависимости от скоростей движения

Сигналы на местах производства работ, требующих остановки, устанавливаются в следующей последовательности:

1. переносные желтые сигналы с правой стороны по направлению движения;

2. на двух- и многопутных участках одновременно с переносными желтыми сигналами – сигнальные знаки «С» у соседнего пути;

Установив желтые сигналы и, если требуется, знаки «С» у соседнего пути, сигналисты подходят к месту укладки петард и ожидают распоряжения руководителя работ об их укладке. Сигналист укладывает петарды в направлении от желтого сигнала к месту работ.

4. после укладки последней петарды сигналист отходит на 20 м в сторону проводимых работ и стоит с ручным красным сигналом на обочине полотна, охраняя уложенные петарды и установленный переносной желтый сигнал;

5. установка красных сигналов и укладка петард производится по распоряжению руководителя работ. Эти сигналы на расстоянии 50 м от места работ устанавливают внутри колеи у правого рельса по ходу поезда;

6. распоряжение об установке красных сигналов и укладке петард руководитель работ дает следующим порядком:

В.А. Сидоров, Донецкий национальный технический университет (Донецк, Украина)

В истории эксплуатации механического оборудования металлургических предприятий следует выделить три основных подхода к проведению ремонтов оборудования.

1. Вынужденные ремонты, или ремонты после отказа – этот подход характерен для 30-х годов прошлого века. Основание – малое количество металлургических машин, низкий уровень квалификации обслуживающего и ремонтного персонала, отсутствие ремонтной базы. Главная задача – остановить эксплуатируемую машину при первых признаках повреждений и не допустить значительных повреждений из-за разрушений элементов. Последствием такой внезапной остановки становится нарушение технологического режима агрегата или установки.

Техническое состояние механизмов оценивалось при помощи органолептических методов. Основные методы контроля: анализ шумов механизмов; восприятие вибрации, включая методы визуализации механических колебаний; определение степени нагрева деталей; визуальный осмотр механизма; методы осязания. Накопление опыта происходило медленно, по мере ликвидации последствий аварий, и не всегда полно передавалось последующим поколениям. Методическое обоснование – правила технической эксплуатации механического оборудования по переделам металлургического производства и отдельным агрегатам , разрабатывались до 90-х годов прошлого века.

Последствия такого подхода известны – внеплановые остановки из-за внезапных отказов, потеря производительности металлургического агрегата, неподготовленность ремонта. Это во многом определяет и низкое качество неподготовленных, аварийных ремонтов. Механизация металлургических процессов, совершенствование металлургических машин потребовали разработки более эффективных, плановых методов восстановления работоспособного состояния.

2. Планово-предупредительные ремонты и регламентные ремонты .

Увеличение парка металлургических машин, количества металлургических предприятий, использование одинаковых технологий и оборудования потребовали повышения безотказности работы механического оборудования. Проведенные исследования долговечности деталей металлургических машин позволили получить статистические данные и выдать рекомендации о времени принудительных замен. Предполагалось, что проведение определенного объема ремонтных работ через равные промежутки позволит обеспечить безотказную работу механизмов.

Методическое обеспечение – положение о планово-предупредительных ремонтах (ППР) механического оборудования предприятий черной металлургии . Разработка и внедрение основных положений данных документов позволили сформировать систему технического обслуживания и ремонта (ТОиР). Были решены вопросы содержания системы ТОиР; периодичности, продолжительности и трудоемкости ремонтов; организации, планирования и выполнения ремонтов; отчетности о проведении ремонтов; обеспечения запасными частями и др. Систематизированы ремонтные термины, определены формы технической документации, содержание типовых и специфических работ, выполняемых при плановых ремонтах металлургического оборудования.

Основным событием в системе ТОиР принят отказ – нарушение работоспособного состояния механизма или машины. Использовались методы статистического и вероятностного анализа событий. Данные исследования активно проводились в 70–80-х годах прошлого века , продолжаются и сейчас . Это позволяет эффективно решать вопросы моделирования параметров надежности при проектировании, эксплуатации, обеспечении запасными частями.

Системный подход, использовавшийся при учете и анализе отказов, использование полученных данных ремонтными службами позволили повысить безотказность работы металлургических машин. Практически система ППР и в настоящее время используется на металлургических предприятиях при проведении ремонтов. Проведенные исследования указывали на значительный разброс ресурса однотипных деталей из-за различий в качестве изготовления и эксплуатации. Уточнение фактического состояния механического оборудования потребовало использования методов безразборного технического диагностирования.

Установить срок службы элементов оборудования индивидуального и мелкосерийного изготовления, работающего в условиях нестабильных нагрузок, невозможно. Поэтому в рамках системы ППР была предусмотрена возможность корректировки сроков замен путем проведения ревизий – осмотров деталей и узлов при неполной разборке механизма, проводимых во время текущих ремонтов механизмов. Известно, что лишние разборки даже исправного оборудования приводят к ухудшению общего технического состояния механизма. Решение данного вопроса также возможно при использовании методов технического диагностирования.

3. Ремонты по состоянию – решение о ремонте принимается на основании информации о техническом состоянии механизма. Организационно – предполагалось достаточным формирование отделов или бюро диагностирования в структуре ремонтных служб предприятия. Основной метод контроля – измерение параметров вибрации и сравнение с нормативными значениями. Метод апробирован на энергетических машинах роторного типа, где показал высокую эффективность. Поэтому в «Положении о техническом обслуживании оборудования предприятий горно-металлургического комплекса» декларируются лишь принципы, которым должна отвечать диагностика оборудования: «проведение диагностики и документирование изменений технического состояния, определение причин, которые их вызвали; проведение диагностики технического состояния методами неразрушающего контроля преимущественно без разборки и остановки оборудования; определение объемов ремонтных работ и технического обслуживания по результатам диагностического контроля». Многие вопросы диагностирования в настоящее время не решены и для энергетических машин, а диагностирование металлургических машин имеет индивидуальные особенности. Решение данной проблемы требует разработки концепции технологической безопасности.

Изменения, произошедшие за последние 20 лет в технологии металлургического производства, меняют подходы к обеспечению безотказности механического оборудования. Появление агрегата «печь-ковш» объединяет технологические характеристики электродуговых печей и МНЛЗ в один металлургический комплекс. Разливка непрерывных серий из 30…70 плавок возможна лишь при полном восстановлении работоспособного состояния механического оборудования в ремонтные дни на основании информации о техническом состоянии. Только полное отсутствие отказов в процессе эксплуатации позволяет обеспечить в сложившихся условиях технологическую безопасность металлургического предприятия. Механическое оборудование в данном металлургическом комплексе выполняет задачу обеспечения непрерывности технологического процесса в рамках заданных параметров. Необходимым представляется разработка следующего уровня методического обеспечения – обоснования необходимости проведения ремонтов на основании информации о техническом состоянии. Разработка данного документа возможна лишь с учетом реализации ранее накопленного опыта при техническом обслуживании и ремонте механического оборудования.

Основными этапами решения представляются:

1. Уточнение терминологии

В первую очередь необходимо уточнить термин «техническое состояние». Современное определение (ГОСТ 20911-89) – состояние, которое характеризуется в определенный момент времени при определенных условиях внешней среды значениями параметров, установленными технической документацией на объект. Предлагаемое толкование не удовлетворяет требования информационного обеспечения стратегий, использующих данные о фактическом состоянии оборудования. Для восстанавливаемых механических систем задача обеспечения работоспособности сводится к определению методов и сроков ремонтных воздействий в рамках принятой системы технического обслуживания и ремонта. Поэтому с практической стороны знание технического состояния необходимо для принятия решения о необходимости и сроках мероприятий по восстановлению или поддержанию работоспособности технической системы (объекта) на должном уровне.

Предлагается следующее определение технического состояния. Техническое состояние механической системы – совокупность признаков, определяющих степень необходимости проведения операций по техническому обслуживанию или ремонтных воздействий.

Термин «система технического обслуживания и ремонта техники» в настоящее время имеет такое определение: совокупность взаимосвязанных средств, документации, технического обслуживания и ремонта, исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества изделий, входящих в эту систему. В определяемые функции системы не входит управление безотказностью механического оборудования.

С позиций кибернетики управление – это получение, хранение и обработка информации для организации целенаправленных действий. Следовательно, для управления безотказностью механического оборудования система технического обслуживания и ремонта должна содержать функции получения и обработки информации о техническом состоянии оборудования. Наличие информации преобразует техническую систему с непредсказуемыми реализациями, обычно представляемую в виде «черного ящика» в объект управления с обратной связью на основании анализа информации о результатах функционирования.

Отсутствие информации о техническом состоянии механического оборудования формирует пассивную позицию ремонтных служб, что приводит к внеплановым простоям, которые становятся традиционным явлением. В то же время задачей ремонтных служб является адаптация механизма к меняющимся условиям эксплуатации – параметрам технологического процесса, меняющимся свойствам деталей и узлов механизма, качеству технического обслуживания и ремонта.

Следует определить содержание термина «информация» в конкретном приложении к техническому состоянию механического оборудования, удовлетворяющем решение задач управления безотказностью механического оборудования. Предлагается рассматривать информацию как результат преобразования исходных данных для уменьшения степени неопределенности технического состояния системы. Полученное информационное сообщение должно позволить обоснованно принять решение о необходимости проведения мероприятий по поддержанию или восстановлению работоспособного состояния механизма.

Информация должна пониматься не просто как любые сведения и данные о системе, а как сведения, которые бы одновременно характеризовали степень неопределенности системы (синтаксический уровень), имели бы определенное содержание, смысл (семантический уровень), были бы полезны потребителю информации (прагматический уровень). Именно такая информация должна быть получена для управления. Эта информация должна быть обработана по определенным правилам и использована для выработки управляющих решений, которые должны быть реализованы в конкретное действие.

2. Формирование основных положений

Аксиомы работоспособного состояния механического оборудования предлагается сформулировать следующим образом: низкий уровень шума и вибрации; минимизация динамических, в частности, ударных процессов; непревышение допустимых значений температуры деталей механизма; отсутствие недопустимых внешних нагрузок, отсутствие трещин и подтеканий масла. Безусловно, это положение является дополнением к определению работоспособного состояния – выполнение всех функций механизмом в пределах заданных параметров.

Классификация видов ремонтных воздействий и технического обслуживания , используемых на этапах эксплуатации механического оборудования. Работы по техническому обслуживанию: осмотр механизма, очистку механизма, защиту от коррозии, смазку механизма и затяжку резьбовых соединений. Ремонтные воздействия для механического оборудования: регулировка (регулировка зазоров и взаимного расположения деталей, балансировка), замена быстроизнашивающихся деталей и восстановление корпусных деталей, узлов и деталей. Необходимость каждого воздействия можно определить несколькими решающими правилами, сопоставив их с ограниченным числом диагностических признаков.

Определение факторов работоспособного состояния : состояние неподвижных соединений; состояние контактирующих поверхностей; взаимное расположение деталей; равномерное распределение сил; накопление усталостных повреждений. Для каждого из факторов, исходя из необходимости проведения ремонта, определены четыре уровня: исправного состояния, малых отклонений, необходимости проведения ремонтных воздействий и предотказный. Уровни факторов установлены по изменениям физических и химических процессов износа, качественных параметров взаимодействия элементов. Границы уровней соответствуют изменению скорости износа, разделяя границы естественного и патологического старения.

Состояние неподвижных соединений можно оценить как удовлетворяющее проектные требования, в случае, если сопрягаемые детали относительно друг друга неподвижны при приложении нагрузки. Это относится к резьбовым, шпоночным, шлицевым соединениям, посадкам подшипников и зубчатых колес на вал и в корпус. При неподвижной посадке наружного кольца подшипника поверхность, сопрягаемая с валом, матовая (рис. 1).

Перемещение сопрягаемых деталей при появлении малых зазоров, под воздействием переменных сил или вибраций, при наличии окислителя приводит к появлению механо-химического процесса износа – фреттинг-коррозии. Это активизирует условия для развития повреждений сопрягаемых деталей, приводит к появлению стуков. Визуально проявляется в виде интенсивного окисления поверхностей, появления продуктов коррозии на поверхности деталей в виде темных пятен на посадочных поверхностях колец подшипников (рис. 2).

Увеличение диаметральных размеров посадочных мест, например, ослабление посадки подшипников качения, приводит к проворачиванию колец подшипников на валу и в корпусе (рис. 3). Это увеличивает скорость развития процессов износа. Проворот подшипника в корпусе или по валу сопровождается увеличением температуры корпусных деталей подшипникового узла, изменением характера шума и вибрации и приводит к недопустимому износу корпусных деталей.

Появление зазора в неподвижном соединении приводит к возникновению ударов, при этом меняется характер и значения действующих сил. Возникающие динамические явления в узлах механизма увеличивают контактные напряжения и напряжения в деталях. Трещины поперек беговых дорожек – результат воздействия динамических нагрузок, ударов (рис. 4а). Сколы бортов колец – результат динамических воздействий осевой силы (рис. 4б).

Факторы и уровни работоспособного состояния приведены в таблице 1.

Исходя из анализа рассмотренных факторов работоспособности механизма, предлагается гипотеза о том, что переход от одного уровня технического состояния к другому должен осуществляется ступенчато. Определение ступенчатого изменения значений диагностических параметров при изменении уровня факторов работоспособности и, соответственно, технического состояния позволит определить причину неисправности, а следствие в виде неисправности узлов.

3. Формирование критериев необходимости проведения ремонта механического оборудования в виде абсолютных значений диагностических параметров, типовых спектрограмм и зависимостей.

Абсолютные значения вибрационных параметров являются наиболее часто применимыми при техническом диагностировании механического оборудования.

Относительно значений виброскорости, границы категорий технического состояния для металлургических машин совпадают с рекомендациями стандарта ГОСТ 10816-1-97 для класса машин 1. При этом следует учитывать индивидуальные особенности, массивность металлургических машин. Отношение вибрации на холостом ходу и под нагрузкой не должно превышать 10-тиратного увеличения. Изменение состояния происходит при увеличении вибрации более чем в 2,6 раза. Установлено, что верхней границей плохого состояния металлургических редукторов является общий уровень виброскорости: 4,5 мм/с для жестких фундаментов и 7,1 мм/с – для гибких фундаментов. Более высокие значения характерны для аварийного состояния, рассматриваемого, как потеря контроля за техническим состоянием механизма. Следует отметить, что запас прочности механизма позволяет выдержать и более высокие значения виброскорости, но это приводит к резкому уменьшению долговечности элементов. Необходима корректировка частотного диапазона измерения рекомендованного стандартом 10…1000 Гц. Частотный диапазон следует устанавливать 2…400 Гц при диагностировании механизмов с частотой вращения менее 600 об/мин.

Исследования, проведенные на комбинированных редукторах мелко- и среднесортных прокатных станов, показали необходимость регламентировать значения виброускорения. Рекомендуется использовать соотношения пикового и среднеквадратичного значений виброускорения в частотном диапазоне 10…4000 Гц.

Спектральная картина вибрационного сигнала резко меняется при изменении технического состояния. Для эффективного мониторинга технического состояния необходимо ежемесячно проводить спектральный анализ составляющих виброскорости. В истории развития повреждений существует несколько этапов:

Хорошее состояние характеризуется низким уровнем составляющей оборотной частоты и наличием большого числа гармоник малой амплитуды (рис. 5а);

Начальная неуравновешенность – появление гармоник оборотной частоты с преобладанием первой гармоники (рис. 5б) наиболее благоприятное время для проведения балансировки, регулировки, затяжки резьбовых соединений;

Средний уровень повреждений – появляются многочисленные гармоники с преобладанием полуторных гармоник (1½, 2½, 3½….оборотной частоты), свидетельствующие о наличии зазоров между сопрягаемыми деталями, в этом случае требуется восстановление посадочных поверхностей подшипников (рис. 5в);

Значительные повреждения приводят к значительному преобладанию первой гармоники, в этом случае необходимо и восстановление фундамента (рис. 5г).

Для подшипников качения также можно выделить характерные спектрограммы виброускорения, связанные с различной степенью повреждения (рис. 6). Исправное состояние характеризуется наличием незначительных по амплитуде составляющих в низкочастотной области исследуемого спектра 10…4000 Гц (рис. 6а). Начальная стадия повреждений имеет несколько составляющих с амплитудой 3,0…6,0 м/с2 в средней части спектра (рис. 6б). Средний уровень повреждений связан с образованием «энергетического горба» в диапазоне 2…4 кГц с пиковыми значениями 5,0…7,0 м/с2 (рис. 6в). Значительные повреждения приводят к увеличению амплитудных значений составляющих «энергетического горба» свыше 10 м/с2 (рис. 6г).

Замену подшипника следует проводить после начала снижения значений пиковых составляющих. При этом меняется характер трения – в подшипнике качения появляется трение скольжения, тела качения начинают проскальзывать относительно беговой дорожки.

Практически исправный механизм будет иметь минимальный уровень вибрации с минимальными случайными отклонениями отдельных параметров. Ухудшение состояния приводит к увеличению вероятностных характеристик случайных отклонений – происходит накопление малых повреждений и выбор дальнейшего развития повреждения. При дальнейшем развитии конкретного повреждения возрастают значения детерминированных процессов и уменьшаются изменения случайных отклонений. Закономерности развития повреждений, имея общее проявление, индивидуальны для каждого механизма, что усложняет задачу распознавания технического состояния.

Зависимости между параметрами могут служить наиболее обобщающей характеристикой технического состояния, учитывающей изменения частоты вращения, нагрузки. Некоторые примеры зависимостей показаны на рисунках 7–10.

Неизменность вибрационного поведения механизма при изменении внешних параметров для металлургических машин являются наиболее надежными «диагностическими портретами». Изменение контрольных зависимостей свидетельствует об изменении технического состояния. Это следует рассматривать как обоснование первого, индикаторного метода технического мониторинга, предшествующего методу диагностирования.

4. Формирование типовых решений

Несмотря на различие конструкций, технических характеристик и режимов работы, элементы металлургической машины в основном имеют одинаковое функциональное назначение. Конструкция металлургической машины обычно включает двигатель, редуктор и исполнительный орган (рис. 11). Данные элементы имеют отличия в выполняемых функциях и режимах нагружения.

Двигатель

Основной вид повреждения механической части двигателя – постепенные повреждения подшипников в результате осповидного выкрашивания или нарушения режима смазывания. Время развития повреждений, 1…2 месяца, позволяет использовать изменения трендов для распознавания появления неисправностей. Нарушения центрирования, своевременная замена роторов, имеющих повреждения, выявление повреждений электрической части двигателей должно осуществляться ремонтной службой цеха во время проведения текущих ремонтов.

Постепенное накопление повреждений при эксплуатации электродвигателя позволяет использовать для контроля текущего состояния значения общего уровня вибрации: среднеквадратичного значения виброскорости в частотном диапазоне 2…400 Гц; среднеквадратичное и пиковое значения виброускорения в частотном диапазоне 10…5000 Гц. Частотные диапазоны необходимо уточнить после проведения вибрационных исследований подшипниковых узлов двигателей.

Принимаемые решения: дополнительное смазывание, затяжка резьбовых соединений, замена подшипников. Основание для принятия решения – увеличение текущих значений вибрации свыше допустимого значения, стабильное увеличение значений вибрации, отсутствие снижения вибрации после проведения ремонтных воздействий.

Возможно применение решающих правил, приведенных в ГОСТ 25364-97: допустимое значение после ремонта – 2,8 мм/с; эксплуатация без ограничений – 4,5 мм/с; эксплуатация в ограниченном временном интервале (до семи дней) – 7,1 мм/с; эксплуатация не допускается при значениях виброскорости превышающем 7,1 мм/с.

При одновременном увеличении вибрации двух опор на 1,0 мм/с при стабилизации частоты вращения должны быть приняты оперативные меры для выяснения причин изменения. Возрастание вибрации подшипниковой опоры двигателя на 2,0 мм/с за период до 3-х суток или увеличение на 3,0 мм/с независимо от продолжительности возрастания должно служить основанием для принятия оперативных мер по выявлению причин, для чего может осуществляться остановка двигателя.

Точки контроля располагаются в вертикальном направлении, в нижней точке подшипниковых узлов электродвигателя.

Дополнительные диагностические параметры для принятия решения об остановке двигателя: увеличение температуры подшипников свыше 60 0С; увеличение тока холостого хода до 10% от номинальных значений; нестабильность частоты вращения свыше 3,0 об/мин.

Периодичность опроса – 1 раз в 15 минут, длительность опроса – 1 минута, период между измерениями – 100 мкс. Для построения трендов используется ежечасное значение, для архива выбирается ежесменное значение, еженедельное значение. Выбор значений осуществляется оператором стационарной системы.

Редуктор

Причины повреждения редуктора:

– постепенные повреждения подшипников, зубчатых передач в результате осповидного выкрашивания, ослабления посадки подшипников и ослабление резьбовых соединений;

Внезапные повреждения, связанные с нарушением режима смазывания, разрушением резьбовых соединений, зубчатых передач или подшипников качения. Время развития данных повреждений составляет от 5 минут до нескольких часов.

Для своевременного обнаружения постепенных и внезапных повреждений предлагается использовать для контроля текущего состояния значения общего уровня вибрации и изменения спектральной картины вибрации. Контролируемые параметры при измерении общего уровня вибрации: среднеквадратичного значения виброскорости в частотном диапазоне 2…400 Гц; среднеквадратичное и пиковое значения виброускорения в частотном диапазоне 10…5000 Гц.

Контроль спектральной картины вибрации осуществляется по трем максимальным значениям составляющих виброскорости и виброускорения при работе на заданной частоте вращения. Признак изменения спектральной картины – изменение амплитуд составляющих вибрации более чем в 2,6 раза, изменение частотных характеристик максимальных значений.

Изменение частоты вращения может приводить к изменению спектральной картины, но это не является признаком повреждения. Изменение спектральной картины подшипников входного вала редуктора привода прокатной клети при изменении частоты вращения приведено на рисунке 12. Изменение нагрузки на редуктор также изменяет вид спектрограммы. В механическом оборудовании наряду с детерминированными процессами присутствуют и стохастические. Стабильность вероятностных характеристик последних определяется техническим состоянием системы. Амплитуда составляющих виброскорости и стабильность значений виброускорения могут быть связаны с изменением скоростного режима или технического состояния комбинированного редуктора. Однако данные значения должны оставаться практически неизменными при стабильных внешних воздействиях и иметь однотипное изменение при изменении частоты вращения.

Частоты возможных повреждений элементов механизма необходимо связать с фактической частотой вращения вала двигателя.

Принимаемые решения: остановка механизма, осмотр механизма, затяжка резьбовых соединений, замена элементов. Основание для принятия решения – превышение значений вибрации допустимого значения, стабильное увеличение значений вибрации, отсутствие снижения вибрации после проведения ремонтных воздействий, резкое изменение спектральной картины по сравнению с предыдущими реализациями при неизменном характере нагружения. Изменение спектральной картины виброускорения – основание для проведения дополнительного осмотра механизма. Изменение спектральной картины виброскорости требует срочного принятия решения по ремонтным воздействиям по восстановлению работоспособного состояния механизма – затяжке резьбовых соединений, замене элементов. Уточнение содержания ремонта необходимо осуществить после проведения визуального осмотра механизма.

Для оценки технического состояния предпочтительным является метод относительного сравнения измеренных значений во времени эксплуатации. Дополнительные диагностические параметры для принятия решения об остановке редуктора: увеличение разницы температур на входе и выходе системы смазывания свыше 10 0С; увеличение тока холостого хода до 10% от номинальных значений; нестабильность частоты вращения свыше 3,0 об/мин.

Исполнительный элемент

Состояние исполнительного элемента во многом определяют внешние воздействия на механизмы привода. Наиболее информативным в случае прокатной клети является контроль временной формы вибрационного сигнала в момент захвата слитка. Это позволит контролировать износ посадочных поверхностей подушек и подшипников, наличие зазоров между корпусом клети и плитой фундамента, ослабление крепления клети в процессе прокатки.

Временная форма является наиболее информативным параметром при оценке технического состояния механизмов кратковременного и повторно кратковременного режимов работы. Быстропротекающие процессы с переменными ускорениями трудно диагностировать, т. к. процесс измерения требует определенного промежутка времени, в течение которого измеряемый параметр не остается постоянным. В этом случае целесообразно проводить совместную регистрацию не средних, а мгновенных значений вибрации и получать для анализа их временную развертку (рис. 13).

5. Формирование перечня решающих правил

По отношению к техническому состоянию механического оборудования предлагается следующее определение информации: сообщение, полученное на основе анализа данных, характеризующих изменение параметров технической системы с использованием решающих правил, используемое для определения необходимости проведения ремонтного воздействия. Решающие правила необходимо разработать относительно измерения общего уровня вибрации, спектрального анализа и анализа временного проявления вибрационного сигнала.

Измерение общего уровня вибрации

Первый этап диагностирования механического оборудования обычно связан с измерением общего уровня вибрационных параметров. Для оценки технического состояния проводится измерение среднеквадратичного значения (СКЗ) виброскорости в частотном диапазоне 10…1000 Гц (для частоты вращения меньше 600 об/мин используется диапазон 2…400 Гц). Для оценки состояния подшипников качения проводится измерение параметров виброускорения (пикового и СКЗ) в частотном диапазоне 10…5000 Гц, параметров ударных импульсов на резонансной частоте датчика 30 кГц или огибающей виброускорения в частотном диапазоне 10…30 кГц. Низкочастотные колебания свободно распространяются по металлоконструкциям механизма. Высокочастотные колебания быстро затухают по мере удаления от источника колебаний, что позволяет локализовать место повреждения. Измерение в бесконечном количестве точек механизма ограничиваются измерениями в контрольных точках (подшипниковых узлах) в трех взаимоперпендикулярных направлениях: вертикальном, горизонтальном и осевом (рис. 14).

Результаты измерения представляются в табличном виде (табл. 2) для последующего анализа.

Первый уровень анализа – оценка технического состояния – выполняется по максимальному значению виброскорости, зафиксированному в контрольных точках. Допустимый уровень определяется из стандартного ряда значений по ГОСТ 10816-1-97 (0,28; 0,45; 0,71; 1,12; 1,8; 2,8; 4,5; 7,1; 11,2; 18,0; 28,0; 45,0). Увеличение значений в данной последовательности в среднем составляет 1,6. В основе данного ряда положено утверждение – увеличение вибрации в два раза не приводит к изменению технического состояния, полученного экспериментально специалистами ВМФ Канады. В стандарте предполагается, что увеличение значений на два уровня приводит к изменению технического состояния (1,62 = 2,56). Следующее утверждение – увеличение вибрации в 10 раз приводит к изменению технического состояния от хорошего до аварийного. Следовательно, отношение вибрации на холостом ходу и под нагрузкой не должно превышать 10-тикратного увеличения.

Для определения допустимого значения предлагается использовать минимальное значение виброскорости, зафиксированное в режиме холостого хода. Стандарт 10816-1-97 регламентирует допустимые значения в зависимости от мощности механизма, что приводит к ошибкам в оценке технического состояния. Допустимое значение вибрация металлорежущего станка должно обеспечивать качество выпускаемой продукции (точность и шероховатость поверхности) безотносительно к мощности привода и частоте вращения.

Предположим, что во время предварительного обследования на холостом ходу было получено минимальное значение виброскорости 0,25 мм/с. Тогда, принимая ближайшее большее значение из стандартного ряда 0,28 мм/с как границу хорошего состояния, имеем следующие оценочные значения при работе под нагрузкой: 0,28…0,71 мм/с – функционирование без ограничения сроков; 0,71…1,8 мм/с – функционирование в ограниченном периоде времени; свыше 1,8 мм/с – возможны повреждения механизма.

Для оценки состояния подшипников качения при частоте вращения до 3000 об/мин можно использовать следующие соотношения пикового и СКЗ значений виброускорения в частотном диапазоне 10…5000 Гц: 1) хорошее состояние – пиковое значение не превышает 10,0 м/с2; 2) удовлетворительное состояние – СКЗ не превышает 10,0 м/с2; 3) плохое состояние наступает при превышении 10,0 м/с2 СКЗ; 4) если пиковое значение превышает 100,0 м/с2, состояние становится аварийным.

Второй уровень анализа – локализация точек, имеющих максимальную вибрацию. В виброметрии предполагается, что чем меньше значения параметров вибрации, тем техническое состояние механизма лучше. Не более 5% возможных повреждений связано с повреждениями при низком уровне вибрации. В целом большие значения параметров указывают на большее воздействие разрушительных сил и позволяют локализовать место повреждения. Различают следующие варианты увеличения (более 20%) вибрации:

1) увеличение вибрации по всему механизму или станку наиболее часто связано с повреждениями основания – рамы или фундамента;

2) одновременное увеличение вибрации в точках 1 и 2 или 3 и 4 (рис. 14) свидетельствует о повреждениях, связанных с ротором данного механизма – дисбалансом, изгибом;

3) увеличение вибрации в точках 2 и 3 (рис. 1) является признаком повреждений, потери компенсирующих возможностей соединительного элемента – муфты;

4) увеличение вибрации в локальных точках указывает на повреждения подшипникового узла.

Третий уровень анализа – предварительный диагноз возможных повреждений. Направление большего значения вибрации в контрольной точке с большими значениями наиболее точно определяет характер повреждения. При этом используются следующие правила и аксиомы:

1) значения виброскорости в осевом направлении должны быть минимальны для роторных механизмов, возможная причина увеличения виброскорости в осевом направлении – изгиб ротора, несоосность валов;

2) значения виброскорости в горизонтальном направлении должны быть максимальны и обычно превышают на 20% значения в вертикальном направлении;

3) увеличение виброскорости в вертикальном направлении – признак повышенной податливости основания механизма, ослабление резьбовых соединений;

4) одновременное увеличение виброскорости в вертикальном и горизонтальном направлении указывает на дисбаланс ротора;

5) увеличение виброскорости в одном из направлений – ослабление резьбовых соединений, трещины в элементах корпуса или фундаменте механизма.

При измерении виброускорения достаточны измерения в радиальном направлении – вертикальном и горизонтальном. Желательно проводить измерения в районе эмиссионного окна – зоны распространения механических колебаний от источника повреждения. Эмиссионное окно неподвижно при местной нагрузке и вращается, если нагрузка имеет циркуляционный характер. Увеличенное значение виброускорения наиболее часто возникает при повреждениях подшипников качения.

В общем случае для оценки состояния механической системы могут быть использованы методы:

1) взаимной оценки – при сравнении однотипных узлов и механизмов;

2) относительная оценка предполагает контроль временных изменений;

3) абсолютная оценка проводится при сравнении измеренных значений со стандартными значениями.

После проведения анализа общего уровня вибрации 16…20 цифровых данных преобразуются в 2…3 информационных сообщения о техническом состоянии механизма.

Спектральный анализ вибрационных параметров проводится для уточнения причины повреждения. Спектральный анализ – это метод обработки сигналов, который позволяет выявить частотный состав сигнала. Известны такие методы обработки вибрационного сигнала: корреляционный, автокорреляционный, спектральной мощности, кепстральных характеристик, расчета эксцесса, огибающей. Наибольшее распространение получил спектральный анализ как метод представления информации из-за однозначной идентификации повреждений и понятных кинематических зависимостей между происходящими процессами и спектрами вибрации.

Наглядное представление о составе спектра дает графическое изображение вибрационного сигнала в виде спектрограмм. Выявлением повышенных амплитуд вибрации позволяет идентифицировать неисправности оборудования. Анализ спектрограмм виброускорения позволяет идентифицировать повреждения на ранней стадии. Спектрограммы виброскорости используются при мониторинге развитых повреждений. При составлении словаря неисправностей кроме частоты колебаний учитывают значение амплитуды на данной частоте и фазу – угол сдвига сигнала данной частоты относительно опорного сигнала. Поиск повреждений проводится на заранее определенных частотах возможных повреждений. Для анализа вибрационного спектра определены составляющие спектрального сигнала:

1. Оборотная частота – частота вращения приводного вала механизма или частота рабочего процесса – первая гармоника. Гармоники – частоты, кратные оборотной частоте. Превышают оборотную частоту в целое число раз (2, 3, 4, 5, …). Часто гармоники называют супергармониками. Гармоники характеризуют такие неисправности, как несоосность, изгиб вала, повреждения соединительной муфты, износ посадочных мест. Количество и амплитуда гармоник показывают степень повреждения механизма.

2. Субгармоники – дробные части первой гармоники (1/2, 1/3, 1/4, …оборотной частоты вращения), их появление в спектре вибрации свидетельствует о наличии зазоров, повышенной податливости деталей и опор.

3. Резонансные частоты – частоты собственных колебаний деталей механизма. Резонансные частоты остаются неизменными при изменении частоты вращения вала. Резонансные частоты могут проявляться во всем частотном диапазоне.

4. Негармонические колебания – на данных частотах проявляются повреждения подшипников качения. При значительном развитии повреждения появляются гармонические частоты.

5. Зубцовые частоты – частоты, равные произведению частоты вращения вала на число элементов (число зубьев, число лопастей, число пальцев). Повреждения, проявляемые на зубцовой частоте, могут генерировать гармонические составляющие при дальнейшем развитии повреждения.

6. Боковые полосы – модуляция процесса, появляются при развитии повреждений зубчатых колес, подшипников качения. Причина появления – изменение скорости (увеличение и уменьшение) при взаимодействии поврежденных поверхностей. Значение модуляции указывает на источник возбуждения колебаний. Анализ модуляций позволяет узнать происхождение и степень развития повреждения.

7. Вибрация электрического происхождения обычно наблюдается на частоте 50 Гц, 100 Гц, 150 Гц и других гармониках. Частота вибрация электромагнитного происхождения исчезает в спектре при отключении электрической энергии.

8. Шумовые составляющие, возникающие при заеданиях, механических контактах. Характеризуются большим числом составляющих различной амплитуды. При наличии знаний о составляющих спектра появляется возможность различения их в частотном спектре и определения причин и следствий повреждения (рис. 15).

Правила анализа спектральных составляющих

1. Большее число гармоник характеризует большие повреждения механизма.

2. Амплитуды гармоник должны уменьшаться с увеличением числа гармоники.

3. Амплитуды субгармоник должны быть меньше амплитуды первой гармоники.

4. Увеличение числа боковых полос свидетельствует о развитии повреждения.

5. Большее значение должна иметь амплитуда первой гармоники.

6. Глубина модуляции (отношение амплитуды гармоники к амплитуде боковых полос) определяет степень повреждения механизма.

7. Амплитуды составляющих виброскорости не должны превышать допустимых значений, принятых при анализе общего уровня вибрации. Одним из признаков наличия значительных повреждений является присутствие в спектре виброускорения составляющих со значениями свыше 9,8 м/с2.

Запись каждого спектра состоит из 800…6400 линий, определяющих частоту и амплитуду составляющих. Анализ одной спектрограммы позволяет сформировать 2…4 информационных сообщения. Эти сообщения могут быть аналогичными или отличными от информационных сообщений по контрольным точкам механизма.

Анализ временной формы вибрационного сигнала

Вибрационный сигнал может быть представлен во временной форме, являющейся основной формой представления временного сигнала. Наиболее эффективно использование анализа временной формы вибрационного сигнала для диагностирования переходных, нестационарных, ударных процессов. Для этого используются периоды 30…400 мкс, количество измерений 10000…16000 и более. Примеры временной формы вибрационного сигнала приведены на рисунке 16.

Анализ изменения формы временного сигнала позволяет выполнять раннее обнаружение повреждений. Трудность анализа заключается в отсутствии правил формализации и обработки временных реализаций параметров быстропротекающих процессов. Во многом данный процесс субъективен и зависит от опыта специалиста. Спектральные составляющие вибрационного сигнала часто остаются практически без изменений из-за усреднения вибрационного сигнала, необходимого для получения достоверной оценки. В то же время анализ фактического сигнала несет дополнительную информацию о техническом состоянии механизма.

Правила анализа временного сигнала

1. Необходимо оценить повторяемость параметров колебательного процесса. Одинаковым воздействиям должны соответствовать одинаковые реализации параметров колебаний. Можно использовать сравнительный анализ однотипных процессов в различных точках при использовании двухканального анализатора вибрации.

2. Оценка симметричности сигнала относительно нулевого (начального) уровня колебаний. Наличие симметричного сигнала свидетельствует о хорошем состоянии (идеальным случаем является синусоидальная форма колебаний – абсолютно симметричная), отклонения – увеличивают степень асимметрии. Диагностические параметры для анализа – положительные и отрицательные значения амплитуд колебаний. Причины асимметрии – нелинейность характеристик системы, анизотропия деталей подшипникового узла.

3. Наиболее значимым является время успокоения системы после возмущающего воздействия. Системы с малой жесткостью и малыми демпфирующими свойствами будут иметь большее время затухания. Следует определить причины, снижающие жесткость, и демпфирующие свойства системы. Оценить стабильность демпфирующих свойств механической системы возможно при определении декремента колебаний как натурального логарифма отношения двух последующих амплитуд.

Характер изменения временной реализации вибрационного сигнала при изменении частоты вращения механизма также является диагностическим признаком:

1) если при изменении частоты вращения происходит увеличение вибрации в линейной зависимости, причиной повреждений являются механические повреждения деталей;

2) если при изменении частоты вращения происходит увеличение вибрации в квадратичной зависимости, причиной повреждений является дисбаланс ротора;

3) если при изменении частоты вращения происходит увеличение вибрации в экспоненциальной зависимости, причиной повреждений является трещина в корпусной детали или в основании;

4) резкое уменьшение вибрации электродвигателя при отключении питания (рис. 17а) – признак наличия повреждений в электрической части двигателя;

5) постепенное снижение вибрации при остановке механизма (рис. 17б) – признак наличия повреждений в механической системе.

6. Формирование визуальных признаков повреждений

Внешние признаки разрушения деталей всегда оставляют характерные следы, по которым можно определить причину повреждения. Знание причины позволяет установить необходимые воздействия для предотвращения аналогичных отказов или повышению безотказности работы узла. После поломки проводится визуальный осмотр поврежденной детали. По следам изнашивания определяется вид изнашивания, характер действующих сил на подшипник, характер контакта поверхностей, сопрягаемых с подшипником. Этот подход использован при разработке классификации повреждений подшипников качения (табл. 3).

Контролировать физические процессы, происходящие в зоне контакта зубчатого зацепления, невозможно в процессе эксплуатации. В то же время вид износа, характер разрушения, распределение действующих сил позволяет получить информацию о параметрах эксплуатации и характере старения.

При разработке классификации повреждений зубчатых передач (табл. 4) учитывались следующие факторы: значение прикладываемой силовой нагрузки; внешние факторы; неподвижность посадочных поверхностей зубчатого колеса и вала; состояние контактирующих поверхностей; взаимное расположение валов; равномерность прикладываемых сил; образование усталостных трещин.

Пределы использования зубчатых передач при различных видах износа, сформулированы в правилах технической эксплуатации:

При изломе зуба, наличии трещин возле основания зуба, пластической деформации материала зуба зубчатое колесо необходимо заменить;

При осповидном выкрашивании замена необходима при повреждении рабочей поверхности зубьев более чем на 20%, при глубине ямок выкрашивания – более 5% толщины зуба;

При абразивном износе – износ зуба на 10…20% от толщины зуба;

При наклепе, задирах на рабочей поверхности зуба – при повреждениях более 20% площади рабочей поверхности;

Наличие цветов побежалости на рабочей поверхности зубьев не допускается; - по расположению пятна контакта – пятно контакта должно быть не менее 25…60% по высоте и 30…80% по ширине зуба.

Предложенная классификация повреждений позволяет последовательно исследовать отклонения в работе зубчатых передач и принимать своевременные решения по увеличению срока службы зубчатых передач.

7. Формирование информационных потоков

Основным продуктом деятельности службы диагностирования является информация о техническом состоянии механического оборудования. Своевременное использование данной информации определяет эффективность работы ремонтной службы. Информация о фактически обнаруженных и устраненных повреждениях, проведенных работах позволяет оценить точность поставленного диагноза и внести коррективы в диагностические модели и решающие правила. Фактически необходимо сформулировать требования к источникам и объему информации, используемой для проведения ремонтов.

Следует выделить три основных источника информации о техническом состоянии оборудования и причинах неисправностей:

Анализ отказов;

Результаты технического диагностирования;

Определение причин поломок.

Традиционно при анализе отказов рассматривается переход от работоспособного состояния к неработоспособному состоянию. Это приводит к рассмотрению прошлых состояний, без уверенности в повторении сочетаний факторов и условий эксплуатации, предшествующих отказу. Отказ является следствием развития повреждения под воздействием сложившихся на момент отказа взаимодействия факторов. Проведение ремонтных воздействий меняет сложившееся воздействие факторов, приводя к изменению характера накопления повреждений. Поэтому использование традиционных подходов при определении задач анализа отказов, связанное с определением законов распределения плотности вероятности потоков отказов, по отношению к металлургическим машинам не позволяет получить достоверных оценок параметров надежности.

С позиций кибернетики отказ следует рассматривать как ошибку в системе управления надежностью комплекса металлургических машин, обусловленную несовпадением поставленных задач и внутренним состоянием механизма. Поэтому наряду с понятием отказа необходимо учитывать проведенные ремонтные воздействия, замеченные и устраненные отклонения от работоспособного состояния, не повлекшие за собой простой цеха. Только при данном рассмотрении анализ отказов может быть эффективным средством контроля за безотказностью механизмов. Следовательно, работы по техническому обслуживанию, проводимые ремонтной службой, могут предоставить информацию о возможных аварийных остановках. Исходными данными в этом случае являются работы, проводимые по устранению замечаний технологического персонала; нарушения режимов эксплуатации; дополнительные работы по техническому обслуживании. Как всякая сложная система, комплекс металлургических машин должен иметь свойства простейшего потока отказов и стационарности. Поэтому отклонения от традиционного объема и вида работ по техническому обслуживанию могут предшествовать предотказному состоянию.

Результаты технического диагностирования должны предоставлять информацию о категории технического состояния, возможных повреждениях и рекомендации о времени и видах ремонтных воздействий. Периодичность диагностирования следует определить, исходя из скорости развития наиболее характерного повреждения. Необходимо выделить два уровня в оценке состояния механизма – индикаторный и диагностический.

Результаты осмотра механизма во время ремонта, проведенные работы по восстановлению работоспособного состояния, необходимы для организации обратной связи между службой диагностирования и ремонтной службой. Эффективность диагностирования во многом определяется уровнем взаимопонимания и доверия между специалистами данных подразделений.

Практическое решение задачи формирования потоков информации представляется в виде информационно-управляющей системы ремонтной службы (рис. 18).

Система состоит из следующих основных компонентов:

Статическая часть, включающая сведения, относительно неизменные во времени, – данные нормативно-технической документации, опыт эксплуатации, база дефектов оборудования и пр.;

Динамическая часть – данные, накапливающиеся либо изменяющиеся во времени, характеризующие фактическое состояние, загруженность машин, результаты проведенных осмотров и ремонтов, смазки, диагностики;

Информационная часть – формирование и представление итоговой информации: графиков ремонтов, смазки, диагностики, анализ возможности выполнения заказа на основе данных о текущем фактическом состоянии оборудования и прогнозируемых работах, разработка прочей отчетной документации.

Программное обеспечение должно включать:

- «Сведения об оборудовании» – статическая база данных, предназначенная для ввода, хранения и просмотра информации об оборудовании;

- «Учет времени работы» – динамическая база данных, предназначенная для ввода и хранения информации о фактической продолжительности работы машин, предоставляет доступ к вспомогательному режиму «История», который позволяет определить среднюю загруженность механизма;

- «Контроль состояния» – динамическая база данных, предназначенная для хранения информации о результатах диагностирования, проведенных операциях технического обслуживания и ремонта, а также смазки;

- «График работ» – предоставляет доступ к автоматически формируемому на основе динамически корректируемых ремонтных циклов графику проведения технического обслуживания, ремонтов, смазки, а также диагностики;

- «Технологический контроль» – основной модуль информационной подсистемы, предназначенный для оценки возможности выполнения плана (заказа), исходя из остаточных ресурсов машин, подбора альтернативных замен на основе разбиения на функциональные группы, внутри которых подразумевается частичная или полная взаимозаменяемость машин.

8. Формирование критериев оценки качества проведенного ремонта

Эффективность ремонтных работ зависит от трех основных факторов:

Своевременности; - определения видов и объемов ремонта;

Качества выполнения ремонтных работ.

Относительно данных факторов необходимо разработать критерии оценки. Для своевременности проведения ремонта основным правилом является «лучше провести ремонт за час до отказа, чем через минуту после». Иногда избыточный объем ремонтных работ должен предупреждать возможность повреждения корпусных деталей. Несколькими правилами можно охарактеризовать и качество выполненного ремонта: безотказная работа на протяжении межремонтного срока, повторения отказов – результат низкого качества ремонта; улучшение диагностических параметров после проведения ремонта, в частности энергетических.

Данная работа фактически формирует методическую основу проведения ремонтов по состоянию. Разработка данного документа и внедрение необходимо провести на предприятиях металлургической отрасли Украины.

Таким образом, концепция технологической безопасности механического оборудования металлургических предприятий может быть сформулирована следующим образом: обеспечение безотказной работы комплекса металлургических машин в межремонтном периоде за счет проведения предупредительных ремонтов оборудования на основе информации о техническом состоянии механизмов.

Литература

1. Правила технической эксплуатации механического оборудования доменных цехов. ВНИИОЧЕРМЕТ. – М.: Металлургия,1968. – 212 с.

2. Правила технической эксплуатации механического оборудования мартеновских цехов. ВНИИМЕХЧЕРМЕТ. – М.: Металлургия,1979. – 202 с.

3. Правила технической эксплуатации механического оборудования блюмингов и непрерывно-заготовочных станов – М.: Металлургия, 1979. – С. 192.

4. Правила технической эксплуатации механического оборудования агломерационных фабрик. ВНИИМЕХЧЕРМЕТ. – М.: Металлургия, 1985. – 143 с.

5. Правила технической эксплуатации механического оборудования конвертерных цехов металлургических предприятий. ВНИИМЕХЧЕРМЕТ. – М.: Металлургия,1984. – 79 с.

6. Положение о планово-предупредительных ремонтах (ППР) механического оборудования предприятий черной металлургии СССР (2-е издание), утв. 20 апреля 1972 г., ВНИИОчермет, 1973.

7. Временное положение о техническом обслуживании и ремонтах (ТО и Р) механического оборудования предприятий системы министерства черной металлургии СССР. – Тула, 1983. – 390 с.

8. Гребеник В.М., Цапко В.К. Надежность металлургического оборудования (оценка эксплуатационной надежности и долговечности). – М.: Металлургия, 1980. – 344 с.

9. Организация технического обслуживания металлургического оборудования / В.Я. Седуш, Г.В. Сопилкин, В.З. Вдовин и др. – К.: Техника, 1986. – 124 с.

10. Гребеник В.М., Гордиенко А.В., Цапко В.К. Повышение надежности металлургического оборудования: Справочник. – М.: Металлургия, 1988. – 688 с.

11. Белодеденко С.В., Гануш В.И., Филипченков С.В., Цыбанев Ю.Г. Модели вероятности безотказной работы и безопасности при оценке технического состояния // Системные технологии. – 2010 г. – №2 (67). – С. 159–166.

12. Белодеденко С.В., Угрюмов Д.Ю. Эффективность прогнозирования долговечности узлов прокатного оборудования и деформационные критерии усталости // Металлург. и горноруд. пром-ть. – 2003. – №5. – С. 86–90.

13. Положение о техническом обслуживании оборудования предприятий горно-металлургического комплекса. Приказ Министерства промышленной политики Украины №285 от 15.06.2004 г.