Что делать, если оборудование начали эксплуатировать выше номинальной производительности?

26 июня 2025 | Лидерство, Общее

Ох уж эти технологи… Вредители! Они не понимают, что…

Или всё-таки понимают, и решение принималось с вашего согласия?

Но, как вы понимаете, в любом случае — вам теперь придётся больше трудиться)).

Итак, ваше оборудование начали разгонять

Увеличили скорость или производительность.

Разогнали и даже уже скорректировали план производства продукции, исходя из новой парадигмы. И даже уже установили персоналу новые амбициозные показатели KPI.

Нужен план.

Как говорится: «Плавь меньше, производи больше!»

Мне кажется, практически каждый производственный инженер и технический руководитель сталкивался с подобной ситуацией.
И если ничего не предпринимать, то…

Чаще всего оборудование просто начинает «сыпаться».
Проявляться это может по-разному: резким увеличением количества внеплановых отказов, ростом брака продукции, сокращением сроков износа узлов и компонентов, совершенно не пропорциональным увеличению производительности.

Допустим, увеличили нагрузку на 10-15% от номинала.
А срок службы до полного износа сократился в три-пять раз.

Почему так происходит?

Дело в том, что у каждого оборудования есть оптимальный режим работы, характеризующийся наилучшими эксплуатационными показателями, включая надёжность.

Лучше всего это объяснить на примере центробежного насоса (см. график зависимости напора (H) от расхода (Q)).

На диаграмме характеристик насоса существует оптимальная рабочая точка. В иностранной литературе она называется Best Efficiency Point (сокращенно BEP). Дословный перевод — «точка наилучшей эффективности», но возможны и другие варианты: «точка наилучшего КПД» или «точка оптимальной эффективности».

Чем дальше рабочие параметры отклоняются от этой точки в любую сторону, тем чаще со временем возникают отказы оборудования. Другими словами — возрастают затраты на производство единицы продукции.

Обратите внимание: на диаграмме также изображена кривая MTBF (среднее время между отказами), которая показывает зависимость периода безотказной работы насоса от режима его эксплуатации.

Когда рабочий расход насоса смещается влево или вправо от BEP, среднее время между отказами сокращается. Согласно данным Barringer & Associates (пример подготовлен на основе их материалов), наработка на отказ сокращается вдвое при работе насоса:

  • на 20% левее BEP
  • или на 10% правее BEP

Таким образом, оптимальный рабочий диапазон насоса составляет -20% <->+10% от точки наилучшей эффективности.

Почему так происходит?

Дело в том, что именно в этой точке осевые и радиальные нагрузки на крыльчатку оптимальны для перекачивания рабочей жидкости, а КПД насоса достигает максимального значения.

При работе вне точки BEP (как слева, так и справа от неё) КПД насоса снижается. Конструкция насоса такова, что только при соблюдении оптимальных рабочих параметров большая часть энергии привода преобразуется в полезную работу по перемещению жидкости.

Если увеличить или уменьшить количество перекачиваемой жидкости, энергия привода будет расходоваться не только на полезную работу, но и на побочные процессы, часть из которых приводит к дополнительным отказам оборудования.

При работе с пониженной производительностью возникают характерные проблемы: повышение температуры рабочей жидкости и развитие кавитационных процессов.

Дополнительным фактором, ускоряющим износ оборудования, становится рециркуляция жидкости во всасывающей и напорной магистралях, что приводит к повышенному износу крыльчатки, уплотнительных элементов и других внутренних компонентов насоса.

В случае же превышения расхода относительно оптимального значения наблюдается сокращение ресурса подшипниковых узлов и уплотнительных элементов.

Все это связано с ростом потерь энергии на преодоление увеличивающихся осевых и радиальных нагрузок — от трения жидкости до дополнительного трения в подшипниках. Избыточная энергия неизбежно переходит в нагрев, вибрации и другие разрушительные воздействия, снижающие надежность оборудования.

Думаю, принцип понятен. Пример с насосом я привел для наглядности.

Теперь вернемся к вопросу из заголовка статьи.

Что делать в такой ситуации?

Стандартный путь включает:

  1. Адаптацию программы технического обслуживания под новые или изменившиеся виды отказов
  2. Оценку увеличения бюджета на ТОиР
  3. Снижение возросших затрат через модернизацию оборудования или обоснованное возвращение к исходным режимам работы

Отмечу, что для сложного оборудования этот процесс может занять годы. Однако он вполне логичен и прозрачен при условии эффективной работы системы ТОиР, когда ключевые процессы отлажены, а решения об увеличении производительности принимаются с учетом мнения технических специалистов.

Пример из моей практики (см. фото в заголовке статьи) — повышение производительности агрегата, приведшее к нарушению температурного баланса. В результате появились новые виды отказов, а срок нормальной эксплуатации оборудования значительно сократился.

Переход от адаптации программы ТО и стандартных планов ремонтов до реализации модернизации занял несколько лет. В итоге оборудование было модернизировано, поскольку проведение капитального ремонта каждые полгода, хотя и было выгоднее работы на прежней производительности, оказалось слишком затратным.

Если же ключевые процессы системы ТОиР не отлажены, то подобное увеличение производительности может привести к значительному росту производственных потерь и увеличению внеплановых затрат на ТОиР.

И приведенный выше, стандартный путь должен быть дополнен как минимум двумя составляющими:

  1. Разработкой эффективной программы ТО
  2. Настройкой процесса управления работами ТОиР

Как перейти от теории → к успешной Практике:

1. Разобраться самому (онлайн в записи) → [НАЧАТЬ ПРЯМО СЕЙЧАС]
2. В команде с наставником (онлайн) → [ЗАПИСАТЬСЯ ЗДЕСЬ]
3. Очно на своем производстве (очный тренинг) → [СКАЧАТЬ ПРОГРАММУ И ЗАПЛАНИРОВАТЬ]
4. Получить результат (проект под ключ с минимальными рисками) → [ОБСУДИТЬ ЗАДАЧУ]
________________________________________
Статьи и разборы успешных практик ТОиР — в Telegram-канале.

Поделиться:

Автор статьи

Широков Федор
MAIПрактики — платформа для руководителей и инженеров промышленных предприятий

Ещё по теме: