Главная Все о розетках

Изнашивание виды износа. Износ: виды износа, классификация, причины и способы оценки и учета

17.11.2021

Износ - это технико-экономическое понятие, выражающее уменьшение степени дальнейшей эксплуатационной пригодности или уменьшение со временем потребительской привлекательности тех или иных свойств объекта.

Понятие «износ», используемое в оценочной практике, необходимо отличать от понятия «амортизация», применяемого в бухгалтерском учете.

С оценочных позиций износ выражается в обесценении стоимости оборудования как нового по причине накопленного на дату оценки износа.

Амортизация в бухгалтерском учете - это процесс распределения первоначальных затрат, связанный с приобретением оборудования, на весь срок службы без определения его текущей стоимости.

В оценке износ рассматривается как основной фактор для определения текущей стоимости (стоимости возможной реализации) безотносительно к его первоначальной стоимости.

Итак, при расчете стоимости оцениваемого объекта затратным методом процесс оценки сводится к определению стоимости оборудования как нового и последующему учету обесценения. Определение износа необходимо также при расчете стоимости оборудования методом сравнительного анализа продаж для корректировки полученных от аналогов значений стоимости на степень износа. Доходный метод не требует расчета износа, поскольку последний учитывается косвенно при прогнозировании доходов от его эксплуатации. При этом функциональный и экономический износ можно учесть также косвенно - через цены аналогов (данные виды износа распространяются одновременно на все аналогичные объекты), а физический износ должен учитываться напрямую, так как он зависит от условий эксплуатации конкретного оборудования. Выявление у оцениваемого объекта признаков физического, функционального и экономического износов свидетельствует о наличии общего накопленного (совокупного) износа. Все составляющие совокупного износа разделяют на устранимые (устранение которого физически возможно и экономически целесообразно) и неустранимые. При этом экономическая целесообразность состоит в том, что величина затрат на устранение износа должна способствовать повышению стоимости машины в

целом и, разумеется, не превышать стоимости оборудования как нового.

Физический износ представляет собой ухудшение первоначально заложенных технико-экономических параметров, обусловленное естественным изнашиванием как оборудования в целом, так и отдельных компонентов в процессе эксплуатации, а также под воздействием окружающей среды.

Физический износ подразделяют на несколько подвидов.

Физическим износом первого рода называется износ, накопившийся в результате нормальной (в соответствии с техническими условиями) эксплуатации.

Износ второго рода возникает вследствие стихийных бедствий, аварий, нарушений правил эксплуатации и т.д.

Непрерывным износом называется постепенное снижение технико-экономических показателей в результате эксплуатации.

Аварийный износ - это мгновенный по времени протекания износ, например обрыв ремня привода генератора в автомобиле. Аварийный износ является следствием постепенно накапливающегося скрытого износа, который непосредственно не оказывает влияния на работоспособность оборудования, но со временем увеличивает вероятность возникновения аварийного износа.

Для большинства машин завод-изготовитель устанавливает нормативный срок службы, т.е.

Период нормальной эксплуатации оборудования, при котором значения главных ценообразующих параметров (ГЦП) не выходят за допустимые пределы, что отражается на производительности, точности и прочих показателях, а также ведет к повышению эксплуатационных расходов.

В зависимости от стадии жизненного цикла оцениваемой машины (степени износа) определяют соответствующий вид оценочной стоимости: рыночную, утилизационную или скраповую. Скра-повая стоимость может иметь и отрицательную величину из-за превышения величины затрат по реализации полностью изношенной машины над величиной стоимости самого скрапа.

Физический износ может быть определен как для машины в целом, так и для отдельных ее компонентов. Нелинейность зависимости стоимости от износа вызвана также тем, что в любой машине имеются коротко- и долгоживущие компоненты. Долго-живущим называют компонент, жизненный цикл которого сопоставим с жизненным циклом машины в целом, например станина у станка; при несопоставимости жизненного цикла машины и ее компонента последний считается короткоживущим.

Существуют прямые и косвенные методы определения физического износа. К прямым относят точные методы определения износа, основанные на осмотре оборудования и измерении различ

ных его параметров; к косвенным - методы, основанные на осмотре имущества, изучении условий его эксплуатации и нормативных данных.

Метод прямого определения износа (метод наблюдения) проводится с помощью средств технической диагностики с непосредственным участием обслуживающего персонала. При этом производятся замеры не только основных технических, но и необходимых косвенных параметров изделия. Например, при испытаниях некоторых видов технологического оборудования измеряются минимальная и максимальная скорости оборотов шпинделя, диаметр биения, потребление электроэнергии, сила вибрации различных узлов при разных степенях загрузки и др. Затем по шкале экспертных оценок, соответствующей отклонению тех или иных технических параметров от своего первоначального значения, определяется процент физического износа как отдельных компонентов, так и изделия в целом. Данный метод используется оценщиками достаточно редко.

Остальные методы определения физического износа являются косвенными.

Укрупненная оценка технического состояния - один из косвенных методов предварительной оценки износа. При использовании этого метода можно описывать объект как поэлементно, так и укрупненно. После осмотра объекта и описания его технического состояния целесообразно использовать специальные оценочные шкалы, пример которых представлен в табл. 38.3

Таблица 38.3

Специальные оценочные шкалы Физический

износ, % Оценка технического состояния Общая характеристика технического состояния 0-5 Новое Новое, только установленное оборудование 6-20 Очень хорошее Оборудование, бывшее в недолгой и нормальной эксплуатации 21-40 Очень хорошее -хорошее Бывшее в нормальной эксплуатации оборудование после проведения текущего ремонта 41-60 Хорошее -удовлетворительное Бывшее в нормальной эксплуатации оборудование, требующее проведения несложного текущего ремонта 61-80 Удовлетворительное -неудовлетворительное Оборудование, требующее проведения капитального ремонта 81-100 Скрап, лом Непригодное к эксплуатации 1 Саприцкий Э.Б. Указ соч.

Ифиз(%) = J™_^L^IOO.

Следует отметить, что данный метод определения износа является ориентировочным. В любом случае необходимо учитывать стоимость замены изношенных узлов и деталей, а также другие возможности модернизации устаревшего оборудования.

Метод срока жизни заключается в анализе соотношения «возраст/нормативный срок службы (НСС) оборудования».

В зависимости от условий эксплуатации в числителе может быть указан хронологический возраст (ХВ), т.е. период времени, прошедший со дня ввода объекта в эксплуатацию до даты оценки (Тэкспл), или эффективный возраст (ЭВ), экспертно определяемый оценщиком, основанный на оценке внешнего вида, технического состояния, экономических факторов, влияющих на стоимость объекта.

ЭВ соответствует физическому состоянию объекта и учитывает степень ликвидности. В зависимости от интенсивности эксплуатации ЭВ может быть меньше ХВ, быть равным ему или превышать его и рассчитывается следующим образом:

ЭВ = нормативный срок службы - остающийся срок службы. Базовая формула для расчета физического износа:

Т,^ или ЭВ, НСС

Метод «прямого денежного измерения» заключается в подсчете затрат на замену (ремонт) отдельных элементов оборудования и машины в целом в денежном выражении, учет которых позволил бы приблизить остаточную стоимость оцениваемой машины к ее восстановительной стоимости. Эти затраты и представляют устранимый физический износ. Неустранимый износ представляет собой разницу между стоимостью воспроизводства (без учета износа) и суммой остаточной стоимости и устранимого износа при прочих равных условиях.

Физический износ в процентном выражении может быть определен посредством следующего соотношения:

(Стоимость ремонта/Стоимость новой машины) 100 = % физ. износа.

Метод потери производительности позволяет рассчитать физический износ на основе сопоставления производительности или другого главного параметра оцениваемой машины на начало эксплуатации и на момент оценки:

Ифиз(%) = 100 ((Пнэ - Пмо)/Пнэ)к"

где Пнэ - производительность оцениваемой машины на начало эксплуатации; - производительность оцениваемой машины на

момент оценки; Кс - степенной коэффициент, учитывающий нелинейный характер зависимости изменения стоимости от изменения значения ГЦП (в данном случае производительности). Данный коэффициент может быть определен расчетным путем или заимствован из технической литературы.

Кроме рассмотренных методов расчета физического износа последний может быть оценен снижением доходности от эксплуатации. Учитывая ограниченность применения доходного подхода при оценке отдельных машин, данная методика определения физического износа не получила широкого распространения. Расчеты ведутся по формуле

ифиз(%) = юо (/„ - /мо)//нэ,

где / - чистый доход от оцениваемой машины на начало эксплуатации; / - чистый доход от оцениваемой машины на момент оценки.

Функциональный износ выражается снижением потребительской привлекательности различных качеств машины, обусловленным развитием новых технологий в сфере производства аналогичного оборудования, и приводит к ее обесценению. Исходя из причин этого вида износа выделяют моральный и технологический износ.

Моральный износ - возникает, как правило, вследствие усовершенствования технико-экономических параметров или конструктивных решений при производстве аналогичного оборудования. Моральный износ можно разделить на подвиды исходя из характера обесценения:

Износ, обусловленный избыточными капитальными затратами. Производство новой, более совершенной машины обходится дешевле, чем воспроизводство устаревшей. Данный подвид морального износа может быть измерен в стоимостном выражении разностью между стоимостью воспроизводства и стоимостью замещения, рассчитанными для одного и того же объекта без учета износа;

Износ, обусловленный избыточными эксплуатационными затратами. Современные аналоги характеризуются не только более дешевым изготовлением, но и гораздо меньшим ресурсопотреблением в процессе эксплуатации по сравнению с морально устаревшими машинами. Износ, обусловленный избыточными эксплуатационными затратами, может быть измерен методом капитализации избыточных эксплуатационных затрат.

Моральный износ, вызванный незначительной разницей в значениях ГЦП сравниваемых машин, может быть измерен следующим образом.

Пример 38.2. Производительность новой машины составляет 60 ед. за определенный период времени, а морально устаревшей - только 55 ед. за тот же период. Моральный износ составит: (60 - 55)/ 55 100 = 9%.

Технологический износ вызван усовершенствованием структуры технологического цикла, т.е. изменением состава и количества звеньев технологической цепочки.

Пример 38.3. Для машины, выпускаемой на замену старой, требуется 25 кв. м площади, а не 30 кв. м как для старой оцениваемой машины. Технологический износ оцениваемой машины составит: (30 - - 25)/30 100 = 17%. Как правило, управляющий будет стремиться к увеличению производительности на 1 кв. м производственной площади и, следовательно, приобретению более компактного оборудования.

Экономический износ представляет собой обесценение оборудования вследствие негативного влияния следующих внешних факторов:

Сокращение спроса на некоторые виды выпускаемой продукции (или перепроизводство);

Высокая конкуренция в сфере производства аналогичных машин;

Изменения в структуре сырьевых рынков;

Инфляция, приводящая к росту затрат на сырье, энергоресурсы и рабочую силу, не обеспеченному соответствующим увеличением цен на выпускаемую продукцию;

Высокие процентные ставки по целевым банковским кредитам, усложняющие обновление машинного парка;

Законодательные ограничения на эксплуатацию отдельных видов машин, вызванные действующими экологическими нормами и др.

В зависимости от приведенных причин внешний износ может определяться методом срока жизни или измерением снижения загрузки оборудования. Для оценки экономического износа может применяться также метод парных продаж, при котором сравниваются два сопоставимых объекта, один из которых имеет признаки внешнего износа, а другой их не имеет. Разница в ценах продаж (при прочих равных условиях) трактуется как внешний (экономический) износ.

Лекция №3. Износ деталей оборудования. Виды износа.

Износ – постепенная поверхностная разрушение материала с изменением геометрических форм и свойств поверхностных слоев деталей.

Бывает износ:

Нормальный;
- аварийный.

В зависимости от причин износ делится на 3 категории:

1. химический;
2. физический;

3. тепловой

Нормальный износ – изменение размеров, происходящее в короткий срок из-за неправильного монтажа, эксплуатации и технического обслуживания.

Химический износ – заключается в образовании на поверхности деталей тончайших слоев окиси с последующим отшелушиванием этих слоев. Происходящие разрушения сопровождаются появлением ржавчины, разъедания метала.

Физический износ – причиной может быть:

Значительные нагрузки;

Поверхностное трение;

Абразивное и механическое воздействие.

И при этом на деталях появляется:

Микротрещины;

Трещины;

Поверхность метала становится шероховатая.

Физический износ бывает:

Осповидный;
- усталостный;
- абразивный;

Тепловой износ – характеризуется возникновением и последующим разрушением молекулярных связей внутри металла. Возникает из-за повышенной или пониженной температуры.

Причины, влияющие на износ:

1. Качество материала деталей.

Как правило для большинства деталей износоустойчивость тем выше, чем тверже их поверхность, но не всегда степень твердости прямо пропорциональна износоустойчивости

Материалы, обладающие только большой твердостью имеют высокую износоустойчивость. Однако при этом возрастает вероятность появления рисок и отрывов частиц материала. Поэтому такие детали должны обладать высокой вязкостью, которая препятствуют отрыву частиц. Если две детали из однородных материалов испытывают трение, то следовательно с повышением коэффициента трения они быстро изнашиваются, следовательно более дорогие и трудно заменяемые детали нужно изготовлять из более твердого, качественного и дорогого материала, а более дешевые простые детали изготавливать из материала с низким коэффициентом трения.

2. Качество обработки поверхности детали.

Установлено три периода износа детали:

Начальный период приработки – характеризуется быстрым увеличением зазора подвижных соединений;
- период установившегося износа – наблюдается медленное, постепенное изнашивание;

Период быстрого, нарастающего износа – вызываемый значительным повышением зазоров и изменением геометрических форм деталей.

Для повышения срока службы деталей необходимо:

Сократить максимально первый период, путем очень точной и чистой обработки деталей;

Повысить максимально второй период;

Предотвратить третий период.

3. Смазка.

Слой смазки, вводимой между трущимися деталями попадая, заполняет все шероховатости и неровности и уменьшает трение и износ во много раз.

4. Скорость движения деталей и удельное давление.

На основании опытных данных установлено, что при нормальных удельных нагрузках и скоростях движения от 0,05 до 0,7 разрыва масляного слоя не происходит и деталь работает долго. Если повысить нагрузку, то износ детали возрастет многократно.

5. Нарушение жесткости в неподвижных деталях.

6. Нарушение посадок.

7. Нарушение взаиморасположения деталей в сопряжениях.

Износ деталей в ходе эксплуатации - процесс естественный. Сложные условия работы ТПС вызывают ускоренное появление у его деталей износов различного вида, которые приводят к изменению геометрических параметров деталей, увеличению между ними зазоров, появлению местных вырывов металла, изменению его поверхностной или внутренней структуры. Наиболее характерны износ от сил трения (механический), а также термический, электроэрозионный и коррозионный износы. Отдельные детали могут одновременно подвергаться нескольким видам износа.

Механический износ может возникать вследствие молекулярного схватывания, а также проявляться в виде окислительного, теплового, абразивного и осповидного износов.

1. Абразивный износ - это результат срезания металла попавшими на его поверхность твердыми частицами. Он характерен для смазываемых, но не защищенных от внешних воздействий поверхностей.

2. Тепловой износ происходит при трении скольжения с большими скоростями и высоком давлении. При таких условиях в поверхностных слоях трущихся деталей быстро повышается температура, происходят схватывание и отрыв частиц металла с меньшей прочностью.

3. Молекулярное схватывание происходит при трении скольжения с малыми скоростями или при давлении, превышающем предел текучести. Такие условия возникают в опорах кузовов и деталях межтележечного сочленения, хвостовиков автосцепного устройства.

4. Осповидный износ возникает при трении качения и напряжениях, превышающих предел текучести металла и вызывающих усталостные повреждения. Такой износ характерен, например, для поверхностей роликов и колец подшипников.

5. Окислительный износ появляется в результате разрушения окислов металла на поверхностях двух взаимно перемещающихся деталей, особенно в условиях переменных нагрузок.

С увеличением продолжительности работы деталей их износ возрастает непрерывно, но с различной интенсивностью (рис. 1.1). В зоне I происходит приработка поверхностей, и износ растет быстро. После приработки рост износа замедляется (зона II - нормальной экс-плуатации). В конце зоны II наступает предельный износ, который при дальнейшей эксплуатации резко возрастает (зона III), что недопустимо. В целях продления срока службы деталей следует максимально облегчать условия их работы в период приработки, применяя качественную смазку и часто ее заменяя.

Рис. 1.1. Зависимость механического износа деталей от продолжительности их работы

Термический износ возникает в результате превышения допустимой для данной детали температуры. При этом снижается механическая прочность токоведущих элементов, отжигается медь, выплавляется олово, обгорает изоляция проводов. Повышение температуры сверх допустимых значений вредно сказывается на диэлектрических свойствах изоляции. Снижение диэлектрических свойств изоляции (ее старение) объясняется изменением молекулярной структуры изоляционного материала в результате часто повторяющихся или длительных воздействий на него высоких температур. Снижение механической прочности токоведущих частей обусловлено тем, что повышение температуры в контактных соединениях ускоряет процесс окисления их рабочих поверхностей. Переходное сопротивление в местах контакта при этом повышается, возрастает проходящий через контакт ток, что, в свою очередь, приводит к более интенсивному возрастанию температуры и, как следствие, к еще большей активности процесса окисления. Кроме того, повышенные температуры могут вызвать появление сколов, трещин и обгорание глазури на поверхностях из керамических материалов.


Электроэрозионный износ обусловлен уносом металла с рабочей поверхности электрической дугой, возникающей в момент разрыва находящихся под током контактов. Мощность и продолжительность этой дуги зависят в первую очередь от значений разрываемого тока, разности потенциалов между контактами в начале и в конце процесса, типа и состояния дугогасительных устройств. Этому виду износа подвержены коллекторы электрических машин, контактные провода и полозы токоприемников, контакты ряда аппаратов защиты силовых цепей и др.

Коррозионный износ возникает в результате коррозии металлических (в основном стальных) деталей. Этот процесс ускоряется с увеличением влажности и агрессивности внешней среды. У таких металлов как медь и алюминий образующаяся пленка окислов хотя непосредственно не вызывает износа, но приводит к снижению электрической проводимости, что активизирует окислительный процесс и развитие электроэрозии.

Методы снижения износов. Износ деталей и узлов может быть снижен конструкторскими, технологическими и эксплуатационными методами.

Конструкторские методы снижения износов имеют два основных направления. Первое из них - замена быстроизнашивающихся узлов или деталей узлами или деталями иной конструкции, обеспечивающей их работу с меньшим износом, например, внедрение новых опор кузова или буксовых поводков с резиновыми шарнирными узлами, не требующими смазки, замена подшипников скольжения в буксах колесных пар на подшипники качения, внедрение резинокордовых муфт тягового привода электропоездов, применение в силовых аппаратах двух пар контактов или шунтирование их высокоомным резистором для снижения плотности тока и т.д. Второе направление характеризуется применением материалов, снижающих механические усилия, например, резиновых прокладок, прокладок и втулок из полимерных материалов. Снизить износ можно также повышением прочности деталей путем дополнительной обработки их поверхностей (накатка, закаливание и др.), применением износостойких материалов (например, марганцовистой стали, коллекторной меди с присадками кадмия и серебра), покрытием металлов полимерными пленками, а изоляционных материалов - термореактивными пленками.

Технологические методы снижения износа сводятся к повышению точности обработки поверхностей деталей, применению накатки поверхностей роликами, наклепа дробью, цементации, нитроцементации и др., внедрению более жестких норм допусков на основные размеры и на отклонения характеристик машин и аппаратов от паспортных данных, совершенствованию системы контроля за состоянием деталей и узлов.

Эксплуатационные методы , как и конструкторские, имеют два направления. Первое - обеспечение рациональных режимов вождения поездов, снижающих вероятность возникновения повышенных износов. При ведении поезда следует избегать резких изменений тяговых и тормозных усилий, не допускать боксования, резких бросков тока или длительного протекания тока, близкого к предельному.

Второе направление - улучшение качества смазочных материалов, правильное их применение и хранение. Смазку следует наносить предварительно очищенными от грязи и протертыми лопаточками, масленками, гидропультами, нагнетателями, протирку выполнять концами, смоченными керосином. Смазываемые поверхности должны быть очищены от грязи, старой краски и ржавчины. Смешивать смазки и масла разных сортов запрещается. Хранить смазочные материалы надо в закрытых сосудах.

Повреждения деталей . В отличие от износа - явления неизбежного, но контролируемого и предсказуемого - повреждение является непредсказуемым, но его можно избежать.

Механические повреждения могут возникать в результате отклонений от установленной технологии изготовления и обработки деталей, неправильного монтажа, слабого их закрепления. Причинами повреждений могут быть наличие на деталях задиров и рисок, попадание в узлы посторонних предметов, скрытые раковины в материале деталей, местные перенапряжения в них.

Повреждения в электрических цепях возникают чаще всего от токовых перегрузок. Они вызывают пересыхание изоляции и чрезмерный нагрев мест со единения, загрязнение или увлажнение поверхности изоляции, нарушение надежности контактного соединения, перенапряжения в отдельных точках электрической цепи и нарушение прочности проводов, кабелей, их наконечников и изоляторов.

Возникновение повреждений предупреждают проведением планово-предупредительного технического обслуживания и ремонта в соответствующие сроки, совершенствованием методов ремонта и эксплуатации ТПС, улучшением конструкций деталей и узлов.

Тенденция к изнашиванию присуща многим видам имущества, учитываемым в компании, в том числе и основным фондам. О том, какими бывают виды износа основных средств и как его определить, пойдет речь в публикации.

Понятие и виды износа основных производственных фондов (ОПФ)

ОПФ – активы, рассчитанные на эксплуатацию в производстве на протяжении продолжительного времени (более 1-го года) и изнашиваемые в процессе работы.

Износом принято считать постепенную утрату объектом потребительских качеств и, соответственно, его стоимости. Происходит он по-разному. Некоторые объекты изнашиваются вследствие устаревания и ветхости составляющих материалов, механического износа, усталости металла под действием производственных процессов, природных явлений и других факторов, а другие – из-за потери целесообразности использования и снижения экономической эффективности в применении. А поскольку изнашиваются производственные фонды по совершенно разным причинам, то и классифицируют это явление сообразно им.

Исходя из перечисленных критериев, к видам износа основных фондов относятся физический и моральный износ.

Моральный износ основных фондов

Моральный износ ОС обнаруживается в обесценении ОС, как следствия появления технических новинок, иногда задолго до окончания СПИ. Отличают моральный износ 1-го и 2-го порядков.

К 1-му относится износ, вызываемый повышением производительности труда в отраслях, производящих ОФ. Этот процесс приводит к удешевлению выпускаемых объектов, обладающих уже повышенной конкурентоспособностью вследствие снижения цены.

Моральный износ основных средств 2-го порядка происходит в итоге создания наиболее экономически эффективных основных фондов, появления новых объектов, обеспечивающих повышение производительности производства.

Моральный износ может быть частичным или полным. Частичным признается износ, представляющий собой долевую потерю потребительской стоимости объекта. В зависимости от специфики производства можно предотвратить частичное моральное изнашивание объекта путем использования его на других операциях, где эффективность будет выше.

Полным моральным износом считается полное обесценивание объекта. В таких случаях его использование на производстве становится убыточным.

Физический износ основных фондов

Физический износ ОС обозначает утрату потребительной стоимости. Разграничивают продуктивный и непродуктивный износ. Для продуктивного характерна утрата стоимости, являющаяся итогом эксплуатации, непродуктивный износ – неизменный атрибут объектов, находящихся на консервации, по разным причинам, как то, невозможность использования, естественное старение и т.п.

Физический износ может быть полным или частичным. При полном, объекты ОС замещаются новыми активами, поскольку срок службы истек и стоимость ОС полностью перешла в цену выпускаемых продуктов. Примером может служить капстроительство, когда возведенное здание заменяет изношенное. Частичный физический износ предполагает возможность дальнейшей работы объекта, проведение ремонтных работ, реконструкций, если это целесообразно, или осуществление оценочных работ для определения процента износа объекта и установления возможности его эксплуатации или реализации.

Методы расчета износа

Степень физического износа основных средств зависит от таких факторов, как интенсивность и длительность эксплуатации, характерных особенностей конструкций ОС и обстоятельств работы. Мы рассмотрим методы расчета износа зданий, поскольку именно они чаще всего требуют профессиональной оценки.

В спецлитературе по оценке описывают 5 методов расчета физического износа зданий. Это методы:

  • компенсации затрат;
  • хронологического возраста;
  • эффективного возраста;
  • экспертный;
  • разбивки.

Рассмотрим особенности каждого из них.

  1. Компенсация затрат заключается в приравнивании величины износа к расходам на его устранение, что является превосходным обоснованием величины износа. Недостатком метода считают его трудоемкость расчетов, в особенности для крупных строений.
  2. При методе хронологического расчета используют формулу:

    И физ = В х / В сс x 100, где В х – возраст объекта по факту, В сс – срок службы здания по нормативу.

    Произведем расчет физического износа здания, пример :

    Определим износ здания, прослужившего 750 месяцев при нормативно установленном сроке службы в 1200 месяцев.

    И физ = 750 / 1200 x 100 = 62,5%

    Достоинство метода – простота расчета, но он не учитывает происходивших в течение эксплуатации ремонтов и замен, что часто происходит на практике. Поэтому эффективным этот способ считается для расчета износа в первые годы функционирования ОС, в возрасте здания более 10 лет не стоит использовать его.;

  3. Расчет методом эффективного возраста имеет 3 вариации:

    И физ = В э / В сс х 100%, где где В э – эффективный возраст объекта, т. е. эксперт оценивает строение по внешнему виду.

    И физ = (В сс – В ост) / В сс х 100%

    И физ = (1 – В ост / В сс) х 100%, где В ост – оставшийся срок эксплуатации здания.

    Подставляя в формулы исходные данные предыдущего примера и добавив оценку эксперта 720 мес., получим значения:

    И физ = 720 / 1200 х 100 = 60%

    И физ = (1200 – 450) / 1200 х 100 = 62,5%

    И физ = (1 – 450 / 1200) х 100 = 62,5%

    Недостатком метода является невозможность веского обоснования эффективного возраста строения. Существует большая погрешность расчетов (это видно по первой формуле).

  4. В основе экспертного метода заложена шкала оценок для установления износа, предложенная в «Правилах оценки физического износа жилых зданий» ВСН 53-86р. Величина его определяется по внешним повреждениям элементов. Этот метод используют сотрудники БТИ при оформлении техпаспортов. Износ определяется по формуле:

    И физ = ∑ (И к х УВ к) х 100%, где И к – величина износа определенного элемента в здании, рассчитанная по правилам ВСН 53-86р, УВ к – удельный вес этого элемента в здании.

    Указанный НПА подробно описывает экспертную методику, мы знакомим только с принципом расчета. Экспертный метод является наиболее часто применяемым.

  5. Метод разбивки предлагает установление физического износа в целом суммированием значений износа по отдельным группам, выраженным в:
    • Исправимом износе (отложенном ремонте);
    • Неисправимом износе короткоживущих (т.е. неоднократно заменяющихся при эксплуатации) элементов;

      • На разных этапах определения износа могут использоваться все перечисленные выше методы расчета физического износа.

    • Неисправимом износе долгоживущих (восстановление которых возможно лишь при капремонте здания) элементов.

Лекция 2. Виды износа. Смазочные материалы. Способы борьбы с износом

Технологические процессы, осуществляемые в химической промышленности, отличаются разнообразием параметров. Эксплуатационные условия оборудования определяются главным образом температурой, давлением и физико-химическими свойствами среды.

Под надежностью оборудования понимают полное соответствие его технологическому назначению в пределах заданных параметров работы.

Долговечность – продолжительность сохранения минимально допустимой надежности в условиях эксплуатации оборудования и принятой системой обслуживания (ухода и ремонта).

1.1. Основные виды износа

Уменьшение надежности и снижение долговечности оборудования обусловливаются ухудшением его состояния в результате физического или морального износа.

Под физическим износом следует понимать изменение формы, размеров, целостности и физико-механических свойств деталей и узлов, устанавливаемое визуально или путем измерений.

Моральный износ оборудования определяется степенью отставания его технического и конструктивного назначения от уровня передовой техники (низкая производительность, качество выпускаемой продукции, КПД и т. д.).

1.1.1. Механический износ

Механический износ может выражаться в поломке, поверхностном изнашивании и снижении механических свойств детали.

  • Поломка

Полная поломка детали или появление на ней трещин является результатом превышения допустимых нагрузок. Иногда причина поломки кроется в несоблюдении технологии изготовления оборудования (некачественное литье, сварка и т. д.).

  • Поверхностный износ

При любых условиях эксплуатации и ухода неизбежен поверхностный износ деталей, соприкасающихся с другими деталями или средами. Характер и величина износа зависят от различных факторов:

физико-механических свойств трущихся деталей и сред;

удельных нагрузок;

относительных скоростей движения и т. д.

  • Износ под действием сил трения

Износ представляет собой постепенное разрушение поверхности материала, которое может сопровождаться отделением частиц от поверхности, переносом частиц одного тела на поверхность сопряженного тела, изменением геометрической формы трущихся поверхностей и свойств поверхностных слоев материала.

  • Истирание

Истирание – это относительное движение прижатых друг к другу деталей. Трущиеся поверхности при любой обработке имеют шероховатость, т. е. выемки и бугорки. При взаимном движении бугорки сглаживаются. В результате постепенной приработки трущихся поверхностей работа трения уменьшится и износ прекратится. Поэтому очень важно соблюдать установленный режим обкатки нового оборудования.



Другой причиной истирания может быть молекулярное соприкосновение поверхностей на отдельных участках, при котором происходит их слияние приваркой. При относительном движении поверхностей места приварки разрушаются: множество частиц отрывается от поверхностей трения.

При трении поверхности деталей нагреваются. В результате этого аморфные слои приработанных поверхностей в определенных условиях размягчаются, переносятся на определенные расстояния и, попав во впадины, затвердевают.

  • Задирание

Задирание – это образование довольно глубоких канавок на поверхности, что служит предпосылкой для дальнейшего интенсивного истирания. Установлено, что наиболее часты случаи задирания в трущихся парах, изготовленных из одинакового металла.

  • Абразивное истирание

Кроме твердых частиц, образующихся при истирании, на трущиеся поверхности попадает множество мелких частиц в виде пыли, песка, окалины, нагара. Они заносятся вместе со смазкой или образуются при определенных условиях эксплуатации. Влияние этих частиц невелико, если размеры их меньше толщины слоя смазки.

  • Деформация смятия и усталостное выкрашивание

При низком качестве обработки трущихся поверхностей фактическая площадь контакта намного меньше теоретической: детали соприкасаются только выступающими гребнями. При достижении предельного давления происходит деформация смятия участков, выступающих за среднюю поверхность контакта.

Частое изменение направления и величины нагрузки на трущиеся поверхности приводит к усталости металла, в результате чего с поверхностей отслаиваются отдельные частицы (усталостное выкрашивание).

1.1.2. Эрозионный износ

Многие среды, с которыми соприкасаются детали, содержат твердые частицы (соли, песок, кокс в потоках нефти; катализатор, асорбент и др.), которые вызывают абразивное истирание или стачивание. Аналогичный износ наблюдается при сильных и продолжительных ударах о поверхность жидких и паровых струй. Разрушение поверхности детали, происходящее под действием трения и удара со стороны рабочей среды, называют эрозионным износом .

1.1.3. Усталостный износ

Часты случаи, когда деталь, подвергающаяся переменным нагрузкам, ломается при напряжениях, значительно меньших, чем предел прочности материала детали. Полное или частичное разрушение детали под действием напряжений, величина которых меньше предела прочности, называют усталостным износом .

1.1.4. Коррозионный износ

Под коррозией понимают разрушение поверхности металла, являющееся следствием протекания химических или электрохимических процессов. Коррозия бывает сплошной, местной, межкристаллитной и селективной.

При сплошной коррозии поверхность детали изнашивается относительно равномерно. По степени равномерности коррозионного разрушения поверхностного слоя различают сплошную равномерную (см. рис. 2.1, а) и сплошную неравномерную (см. рис. 2.1, б).

При местной коррозии разрушение распространяется не по всей поверхности контакта со средой, а охватывает только отдельные участки поверхности и локализуется на них. При этом образуются кратеры и углубления, развитие которых может привести к появлению сквозных отверстий. Разновидностями местной коррозии являются: коррозия отдельными пятнами (см. рис. 2.1, в), язвенная (см. рис. 2.1, г), точечная (см. рис. 2.1, д).

Межкристаллитная (или интеркристаллитная) коррозия – разрушение металлов по границе зерен (рис. 2.1, е). Этот вид коррозии характерен для деталей, изготовленных из хромоникелевых сталей, медно-алюминиевых, магниево-алюминиевых и других сплавов.

Глубоко проникшую межкристаллитную коррозию называют транскристаллитной (рис. 2.1, ж).

Селективная (структурно-избирательная) коррозия заключается в разрушении одной или одновременно нескольких структурных составляющих металла (рис. 2.1, з).

Рис. 2.1. Характер и формы распространения коррозионного износа:
а – сплошной равномерный; б – сплошной неравномерный; в – местный;
г – язвенный; д – точечный; е – межкристаллитный; ж – транскристаллитный;
з – структурно-избирательный

По механизму действия различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия – разъедание металла химически активными веществами (кислотами, щелочами, растворами солей и др.).

Широко распространена электрохимическая коррозия, протекающая в водных растворах электролитов, в среде влажных газов и щелочей под действием электрического тока. При этом ионы металла переходят в раствор электролита.

Подземная (почвенная ) коррозия является результатом воздействия почвы на металл. В большинстве случаев она происходит при аэрации и носит местный характер. Разновидностью почвенной коррозии является биокоррозия (микробиологическая коррозия), вызываемая микроорганизмами. Чаще всего она появляется в земляном грунте, в канавах, в морском или речном иле.

Наружные поверхности оборудования, трубопроводов, металлоконструкций подвержены атмосферной коррозии, протекающей в присутствии избыточного количества кислорода при попеременном действии на металл влаги и сухого воздуха.

В химической аппаратуре возможна так называемая контактная коррозия. Она возникает на участке контакта двух различных или одинаковых металлов, находящихся в разных состояниях.

1.1.5. Тепловой износ

Значительная часть оборудования химических и нефтехимических заводов работает при высоких температурах. В этих условиях, находясь в напряженном состоянии, стальная конструкция с течением времени подвергается ползучести и релаксации.

Явление ползучести заключается с медленной пластической деформации конструктивного элемента под действием неизменной нагрузки. Если напряжения невелики, то рост деформации с течением времени может прекратиться. При больших напряжениях деформации могут возрастать до тех пор, пока изделие не разрушится.

Под релаксацией понимается самопроизвольное снижение напряжения в детали, при неизменной величине ее деформации, под действием высокой температуры. Релаксация может привести к разгерметизации оборудования и авариям.

Нарушение стабильности структуры при высоких температурах обусловлено графитизацией, сфероидизацией и межкристаллитной коррозией.

Процесс графитизации представляет собой разрушение карбида с образованием свободного графита, в результате чего снижается ударная вязкость металла. Графитизации подвержены серый чугун, углеродистые и молибденовые стали при температурах свыше 500 °С.

Сфероидизация существенно не влияет на прочность сталей. Она заключается в том, что пластинчатый перлит с течением времени принимает круглую зернистую форму.

1.2. Способы контроля и измерения величины износа

Для оценки коррозионного разрушения применяют качественный и количественный методы.

Качественный метод заключается в визуальном осмотре образца и рассмотрении его под микроскопом с целью проверки состояния поверхности, обнаружении продуктов коррозии на этих поверхностях или в среде, установлении изменения окраски и физико-химических свойств среды.

Количественный метод состоит в определении скорости коррозии и фактических механических характеристик металла.

Показателем величины коррозии служит глубина поражения металла в отдельных точках, определяемая с помощью специальных приборов. Характер коррозии и ее скорость определяют путем систематических осмотров и замеров, производимых периодически в течение всего срока службы оборудования. Однако такие периодические обследования требуют довольно частого отключения аппаратов, их подготовки и вскрытия, что уменьшает производительное время работы.

Поэтому предпочтение отдают методу непрерывного контроля с помощью зондов. Принцип работы зонда основан на контроле изменения электрического сопротивления образцов, изготовленных из того же материала, что и исследуемое оборудование. Образец определенных размеров и формы помещают внутри аппарата на тех участках, где изучение характера коррозии металла или агрессивных свойств среды представляют наибольший интерес. Показания всех зондов вынесены на один щит.

Труднее осуществить контроль за коррозионным разрушением неметаллических материалов. Механизм разрушения полимерных материалов отличается от коррозии металлов и изучен недостаточно. Трудность заключается в том, что полимер набухает в среде и быстро растворяется. Эти процессы за счет диффузии распространяются в глубь полимерного материала.

Наиболее простой и распространенный метод определения величины износа – микрометраж , т. е. измерение фактических размеров деталей с помощью разнообразных инструментов (штангенциркулей, микрометров, калибров, шаблонов и др.).

Для более точного определения суммарной величины износа пользуются методом, заключающимся в определении потери массы образцом в результате износа. При этом методе необходимы тщательная очистка и промывка деталей и высокочувствительные весы.

В некоторых случаях, когда требуется контролировать износ оборудования в процессе его работы (на ходу), пользуются интегральным методом , предусматривающим определение количества стали или чугуна, перешедшего в смазочное масло в результате износа поверхностей трения. Для этого берут пробу масла на химический анализ.

Кроме нормального износа, в практике нередки случаи так называемого катастрофического износа, протекающего весьма быстро, а иногда мгновенно (поломка). Возможность катастрофического износа следует устанавливать как можно скорее, чтобы предотвратить аварии. Для этого пользуются всеми возможными способами внешнего осмотра и проверкой на ощупь.

При внешнем осмотре проверяют правильность взаимного расположения деталей и узлов машины, плотность и прочность соединений, крепление к фундаменту и т. д. На ощупь определяют температуру трущихся деталей и вибрацию машины или отдельных ее узлов. Повышенная температура и недопустимая вибрация могут быть следствием усиленного износа.

Поломку движущихся деталей легко установить по стуку или шуму на слух или с помощью специального слухового прибора.

Износ является процессом случайным, т. к. зависит от большого количества факторов. Поэтому аналитическое описание износа выполняется по средним значениям показателей износа.

Скорость изнашивания – абсолютный износ детали во времени, выраженный в линейных, массовых или объемных единицах, и измеряется в мкм/ч, г/ч, мм 3 /ч соответственно.

Интенсивность изнашивания – это отношение абсолютного износа к пути скольжения (мкм/км, м/м).

Интенсивность линейного изнашивания определяется по уравнению

I h = h /L ,

где h – высота изношенного слоя;
L – длина пути трения.

Интенсивность массового изнашивания определяется по уравнению

I m = M /FL

где M – масса изношенного металла;
F – номинальная поверхность площади трения.

Зависимость между I h и I m определяется по формуле

I h = I m ρ,

где ρ – плотность металла.

При повышении температуры уменьшается твердость материала, и для описания интенсивности изнашивания от температуры используется уравнение

I = A exp(BT ),

где A , B – постоянные.

Для описания зависимости интенсивности изнашивания от давления P обычно применяется степенное уравнение

I = CP n ,

где C , n – постоянные.

Чистота обработки поверхностей определяет фактическую поверхность контакта трущихся деталей. Чистота обработки определяет в основном износ в период обкатки. На рис. 2.2 показано изменение шероховатости поверхности во времени при различной начальной чистоте обработки. Время τ 1 характеризует период приработки, т. е. когда наблюдается заметное изменение шероховатости. При τ >τ 1 наблюдается период установившегося износа.

Оптимальная шероховатость зависит от свойств материалов, формы деталей, условий работы пар трения и наличия смазки.

Характер износа деталей во времени представлен на рис. 2.3. Начальное значение зазора в соединении определяется конструкцией соединения. Кривая износа может быть разбита на следующие участки:

I – период приработки, характеризующийся повышенным износом вследствие быстрого разрушения микронеровностей;

II – период нормального износа, характеризующийся постоянной скоростью износа;

III – период аварийного износа, характеризующийся возрастанием скорости износа.

Зазор δ 2 , соответствующий переходу от периода нормального износа к аварийному износу, является предельно допустимым. Численные значения δ 2 приводятся в технических условиях на ремонт машины.

Из кривой износа следует, что скорость износа (тангенс угла наклона касательной к кривой износа) в период приработки уменьшается, в период нормальной эксплуатации остается постоянной, а при аварийном износе увеличивается. В общем виде уравнение износа будет иметь вид

Простейшая линейная зависимость имеет вид

где A , B – коэффициенты.

НАДЕЖНОСТЬ И РЕМОНТОПРИГОДНОСТЬ ОБОРУДОВАНИЯ

Любой аппарат после изготовления или ремонта должен отработать определенное время. Необходимость и частота ремонтов определяются его надежностью.

Надежность – свойство изделия выполнять свои функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени.

Работоспособность – состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Неработоспособность – состояние объекта, при котором значение хотя бы одного из заданных параметров не соответствует требованиям нормативно-технической документации.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого промежутка времени.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта.

Предельное состояние – это состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена из-за неустранимого нарушения требований безопасности.

Наработка – продолжительность или объем работы объекта.

Технический ресурс – наработка объекта от начала эксплуатации или ее возобновления после капитального ремонта до наступления предельного состояния.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения его отказов и устранению их последствий путем проведения ремонтов.

Ремонтируемый объект – это объект, исправность и работоспособность которого в случае возникновения отказа или повреждения подлежит восстановлению.

Неремонтируемый объект – это объект, исправность и работоспособность которого в случае возникновения отказа или повреждения не подлежит восстановлению.

Приведенные определения показывают, что надежность оборудования зависит от качества технического обслуживания и ремонтов. Наиболее важное значение вопросы надежности должны иметь при разработке нового оборудования. В химической промышленности большая роль в повышении надежности отводится ремонтным службам.

Выход деталей из строя чаще всего происходит не из-за недостаточной прочности, а вследствие износа рабочих поверхностей.

Вторичный ресурс , т. е. ресурс, приобретаемый после первого капитального ремонта, не всегда равен первичному ресурсу новой машины. В машине как бы накапливается усталость или старение, не устраняемые при капитальном ремонте. Однако основной причиной низкого вторичного ресурса является более низкое качество ремонтных работ по сравнению с качеством работ, проводимых при изготовлении машины на специализированном машиностроительном заводе.

Количественные показатели надежности выражаются в виде каких-либо абсолютных или относительных величин. Точно измерить или предсказать надежность нельзя; ее можно только приближенно оценить путем специально организованных испытаний или сбора эксплуатационных данных.

Показателем надежности является также интенсивность отказов λ – количество отказов оборудования в единицу времени, отнесенное к количеству эксплуатируемого однотипного оборудования.

В соответствии с физической картиной износа строится кривая интенсивности отказов детали (рис. 2.4). Участок I характеризует изменение интенсивности отказов в период приработки, участок II – интенсивность отказов в период нормальной работы, участок III – изменение интенсивности отказов в период повышенного износа.

Рис. 2.4. Кривая интенсивности внезапных отказов λ детали

Возможные виды отказов:

1. Отказы в ранний период эксплуатации машины. Приработочные отказы являются следствием несовершенства технологии изготовления деталей или некачественной сборки и контроля.

2. Внезапные отказы – имеют место при внезапной концентрации нагрузки, превышающей расчетную. Они возникают случайно, и предсказать их появление невозможно, но определить вероятность случайных отказов можно.

3. Отказы, вызываемые износом деталей, являются результатом старения машины. Средством их предотвращения служат своевременные осмотры, смазка, ремонт и замена изношенных деталей.

Ремонтопригодность характеризуется приспособленностью машины к выявлению повреждений, ремонтодоступностью и ремонтоспособностью.

Приспособленность к определению повреждений, к диагностике технического состояния без разборки машины зависит от конструкции, наличия предохранительных, сигнальных, измерительных устройств и открытых для обозрения узлов.

Ремонтодоступность оценивается легкостью доступа к узлам и отдельным деталям для осмотра и ремонта и зависит от наличия открываемых люков и крышек.

Ремонтоспособность определяется способностью машины к замене деталей и способностью деталей к восстановлению.

Количественно ремонтопригодность характеризуется долей времени исправной работы аппарата:

где T б – продолжительность безотказной работы;
T р – продолжительность простоя на ремонте;
T о – время, затраченное на техническое обслуживание.

Основные требования к ремонтопригодности оборудования можно разделить на две группы.

К 1-й группе относятся требования, обеспечивающие ремонтопригодность оборудования при осмотре и ремонте на месте:

а) свободный доступ к узлам и деталям, подлежащим осмотру, регулировке или замене;

б) быстрая замена изнашивающихся деталей;

в) наладка взаимодействия узлов и деталей, нарушенного в процессе работы;

г) проверка качества смазки, ее замена или пополнение на месте работы оборудования;

д) быстрое определение причин аварий и отказов в работе оборудования и их устранение.

Ко 2-й группе относятся требования, обеспечивающие ремонтопригодность при ремонте в РМЦ предприятий:

а) простота разборки и сборки узлов, а также комплексов;

б) применение простых средств механизации на операциях разборки и сборки;

в) максимальная возможность восстановления номинальных размеров изнашивающихся элементов;

г) простота проверки состояния деталей и узлов после стендовых испытаний;

д) возможность проверки взаимодействия всех частей оборудования после ремонта.