Требования к надежности

В общем случае под надежностью понимают способность изделий сохранять работоспособность в течение заданного времени при заданных условиях эксплуатации.
При задании требований к надежности кабелей управления и контрольных весьма существенным является четкое определение понятия «работоспособность». Дело в том, что работоспособность кабеля определяется его 'пригодностью для использования в составе эксплуатационного объекта и существенно зависит от назначения кабеля и роли, выполняемой им в общей электрической схеме. Так, например, если кабель используется для электрического соединения точек с равным или близким электрическим потенциалом, его работоспособность практически не зависит от электрического сопротивления токопроводящей жилы и потерей работоспособности является только обрыв жилы; однако если тот же кабель предназначен для передачи малых электрических сигналов от датчика к исполнительному механизму через усилительное устройство, то увеличение электрического сопротивления токопроводящей жилы вызывает уменьшение полезного сигнала, что может «привести к отказам в работе аппаратуры. Следовательно, в этом случае увеличение электрического сопротивления токопроводящей жилы сверх заданного значения приводит к потере работоспособности кабеля. Таким образом, под работоспособностью кабеля следует понимать сохранение им своих характеристик на уровне, обеспечивающем нормальное функционирование объекта, для которого предназначен данный кабель. Под отказом следует понимать потерю кабелем работоспособности.
Известно, что с течением времени и под воздействием различных эксплуатационных факторов (климатических, механических и специальных) характеристики всех материалов изменяются, как правило, в сторону ухудшения. Для того чтобы изделие сохраняло работоспособность в течение длительного времени, необходимо при его изготовлении иметь некоторые коэффициенты запаса по сравнению с допустимыми эксплуатационными значениями. Таким образом, одним из основных условий обеспечения надежности являются четкое и объективное задание значений основных параметров-критериев работоспособности кабеля и выбор в процессе разработки оптимальных коэффициентов запаса, обеспечивающих сохранение работоспособности кабеля на протяжении всего срока службы. Надежность кабелей существенно зависит от их назначения и условий применения в составе эксплуатационных объектов, при этом для различных условий один и тот же кабель может иметь различные показатели надежности.
Основными количественными характеристиками надежности кабелей являются: наработка, в течение которой обеспечивается работоспособность кабеля при эксплуатации в рабочих режимах, срок сохраняемости — предельно допустимое время хранения, пребывания в нерабочих режимах кабеля в заданных условиях, в течение которого кабель остается пригодным для дальнейшего использования в рабочих режимах, срок службы, в пределах которого реализуются наработка и срок сохраняемости; вероятность безотказной работы в течение заданной наработки, интенсивность отказов на время заданной наработки.
При этом реализация наработки (суммарной) осуществляется непрерывно или прерывисто с любого момента на протяжении установленного срока службы кабеля (рис. 1-32). В качестве одного из вариантов реализации, сроков службы может оказаться случай, когда кабель в рабочих режимах не используется (аварийные, запасные или дежурные системы) и фактически срок службы оказывается равным сроку сохраняемости.
Современные требования по срокам службы кабелей управления и 'контрольных соответствуют следующему параметрическому ряду: 5, 8, 10, 12, 15, 20, 25 лет.
При этом наработка задается в виде ряда 500, 1000, 5000, 10 000, 25 000 и 50 000 ч.
В связи с этим априорную оценку таких показателей надежности, как срок службы или наработка, оказывается практически возможным осуществить только с (помощью ускоренных методов испытаний, имитирующих длительное пребывание кабеля в рабочих и нерабочих режимах, или путем использования эксплуатационных данных 'по фактическим наработкам кабелей аналогичных конструкций. Второй путь .при всей его простоте, к сожалению, непригоден для кабелей, в которых использованы новые материалы или 'конструктивные элементы.
Что касается таких показателей надежности, как вероятность безотказной работы и интенсивность отказов, то проблема заключается в следующем. Предъявляемые в настоящее время требования то вероятности безотказной работы лежат в пределах P(t) =0,9999-5-0,999999.
В соответствии с принятыми методами испытаний для подтверждения таких показателей с достаточной достоверностью необходимо испытать (при условии отсутствия отказов) от 23 000 до 2 300 000 образцов кабелей, что практически невозможно. При этом появившаяся в последнее время тенденция к увеличению установленных значений наработки вносит дополнительные трудности в проведении этих испытаний. В результате практически оказывается возможным подтвердить на стадии разработки вероятность безотказной работы, равную 0,9—0,99, что никак не устраивает ни разработчиков, ни потребителей кабелей управления и контрольных. Вместе с тем многолетний опыт эксплуатации этих кабелей показал, что они являются изделиями высоко надежными и фактические значения вероятности безотказной работы, по-видимому, близки к требуемым. Поэтому целесообразно на стадии разработки качественно подтверждать только такие «показатели надежности, как наработка и срок службы, а оценку вероятности безотказной работы или интенсивности отказов производить расчетным путем по результатам эксплуатации этих кабелей. Необходимыми исходными данными для этого являются общее количество отрезков кабелей, находящихся в эксплуатации в одинаковых условиях, фактическая наработка этих кабелей и количество отказов за исследуемый промежуток времени. Подобные расчеты можно производить периодически по мере поступления информации с мест эксплуатации. При этом по мере увеличения фактической наработки могут определяться указанные характеристики для разных ее значений.
Одной из основных проблем при оценке надежности технической продукции являются обоснованный выбор параметров-критериев работоспособности.
Применительно к кабелям управления и контрольным основным критерием работоспособности является сохранение электрических параметров (электрического сопротивления токопроводящих жил и изоляции, электрической прочности изоляции) на заданном уровне. Однако особенность конструкций кабелей, у которых цепи контроля и управления надежно защищены монолитной оболочкой и защитными покровами, позволяют несколько по-иному подойти к этому вопросу. Поскольку заделка концов этих кабелей в большинстве случаев герметизируется, то воздействие большинства эксплуатационных факторов приходится именно на оболочку или защитные покровы. Поэтому целостность защитной оболочки является критерием работоспособности кабелей.
Помимо визуального осмотра, позволяющего обнаруживать макротрещины на поверхности, состояние оболочек этих кабелей и степень их старения, косвенно определяющих срок службы, можно оценить по изменению физико-механических характеристик и холодостойкости материала оболочки. Поэтому в большинстве случаев при экспериментальной оценке надежности именно эти характеристики являются основными для определения степени работоспособности кабелей.
Методы ускоренной оценки наработки и срока службы кабельных изделий, в том числе и кабелей управления и контрольных.

Яндекс.Метрика