Układ pompowy jest złożoną strukturą składającą się z wielu elementów. Najważniejszymi z nich są:
- rurociąg
- ciecz
- pompa
- napęd.
Aby układ był gotowy do pracy, wszystkie jego elementy muszą być sprawne i gotowe do pracy. Rurociąg musi być szczelny i odpowiednio podparty. Rurociąg i pompa powinny być wypełnione cieczą o odpowiednich parametrach. Pompa musi być sprawna mechanicznie i hydraulicznie. Napęd z zasilaniem i sterowaniem musi być sprawny mechanicznie i elektrycznie.
Niesprawności każdego z elementów, skutkują niesprawnością całego układu.
Duże obiekty techniczne jak: kopalnie, elektrownie, rafinerie, cukrownie, wodociągi itp., składają się w wielu układów pompowych. W tych przypadkach do analizy niezawodności możemy wykorzystać statystykę i rachunek prawdopodobieństwa.
Dla pojedynczego obiektu, np. pompy lub pojedynczego układu pompowego możemy wyodrębnić cykl eksploatacji rys.1. Cykl ten TBF, np. dla pompy, zaczyna się jej włączeniem do eksploatacji, a kończy powrotem tej pompy do eksploatacji po usunięciu niesprawności.
Rys.1. Pojedynczy cykl eksploatacji
TBF - czas między awariami (Time Between Failure) TTF - czas do wystąpienia awarii (Time To Failure) TTR - czas postoju na usunięcie niesprawności (Time To Repair) UPT - czasy pracy (UP-Time) SBT - czas postoju w gotowości (Stand-By Time)
Czas między awariami TBF to suma czasu do wystąpienia awarii i czasu potrzebnego na usunięcie awarii.
TBF = TTF + TTR (1)
Czas do wystąpienia awariami TTF (czas gotowości do pracy) składa się z czasu pracy i czasu postoju w gotowości.
TTF = UPT + SBT (2)
Dla obiektu złożonego, parametry cyklu pracy można obliczyć jako wartości średnie, patrz rys. 2.
Rys.2. Analiza pracy zbioru pomp
Dla dużego zbioru pomp, średni czas pomiędzy występowaniem niesprawności MTBF można obliczyć ze wzoru 3.
MTBF = {P \cdot t \over N} (3)
t - czasu analizy P - liczba (pomp, elementów pomp) N – liczba niesprawności
Średni czas usunięcia niesprawności MTTR można obliczyć ze wzoru 4.
MTTR = { \Sigma {TTR} \over N} (4)
Σ TTR - suma czasów wszystkich napraw N – liczba niesprawności
Rys.3. Wartości średnie opisujące cykl eksploatacji
Wartości średnie cyklu pracy są związane zależnością 5.
MTTF=MTBF - MTTR (5)
MTBF - średni czas między niesprawności (Mean Time Between Failures) MTTR - średni czas usunięcia niesprawności (Mean Time To Repair) MTTF - średni czas gotowości do pracy (Mean Time To Failures)
Gotowość, prawdopodobieństwo poprawnego działania określa wzór 6 [Florjancic].
A = {MTBF - MTTR \over MTBF} (6)
A - gotowość, prawdopodobieństwo poprawnego działania (Availability)
Gotowość układów złożonych
Gotowość układów złożonych oblicza się na podstawie rachunku prawdopodobieństwa zdarzeń.
Jeżeli gotowość pompy lub układu oznaczymy jako A, a prawdopodobieństwo zdarzenia pewnego wynosi 1, to niegotowość pompy A’ (prawdopodobieństwo awarii) określa wzór 7.
A' = 1 - A (7)
Gotowość układu złożonego z urządzeń zależnych, (prawdopodobieństwo, że zdarzenia wystąpią równocześnie) obliczana jest ze wzoru 8.
A = A_1 \cdot A_2 (8)
Przykład: prawdopodobieństwo zdarzenia, że agregat pompowy będzie w gotowości A jest iloczynem gotowości pompy A1 i gotowości napędu A2.
Gotowość układu złożonego z urządzeń niezależnych, (prawdopodobieństwo, że wystąpią zdarzenia wykluczające się) obliczana jest ze wzoru 9.
A = A_1 + A_2 (9)
Przykład: prawdopodobieństwo zdarzenia, że przepompownia ścieków 1+1 będzie działała – gotowości A jest sumą prawdopodobieństwa zdarzenia, że równocześnie pompa P1 i P2 będą sprawna (w gotowości) oraz, że pompa P1 lub P2 będzie sprawna (w gotowości).
PAMIĘTAJ
- Im dłuższy czas analizy t tym lepiej
- Im większa liczba pomp (układów) do analizy tym lepiej
- Pompa (układ) nie może być równocześnie sprawna i niesprawna
- Gotowość pompy (układu) jest zawsze mniejsza od 1
- Wzory 1 – 9 można także wykorzystać do oceny niezawodności wybranego typu pompy lub typoszeregu
- Niesprawność – wymaga interwencji obsługi w celu przywrócenia prawidłowego działania pompy (układu)
- Awaria − jest rodzajem niesprawności występującym nagle i powodującym niewłaściwe działanie lub unieruchomienie pompy (układu)
- W opisie niezawodności pomp i układów niesprawność i awaria używane są zamiennie
WARTO SPRAWDZIĆ: