Сильфонная арматура — наиболее сложная и наукоемкая продукция в области арматуростроения, она имеет весьма много достоинств, например, сопротивляемость к протечкам, высокие рабочие температуры и где-то даже высокие давления и т.д. Одновременно с этим существуют огромные недостатки данного вида арматуры: большой коэффициент гидравлического сопротивления, неудобство использования, высокие усилия оператора или привода и, главное — высокая цена.
Сильфонная арматура имеет высокие показатели по протечкам благодаря отсутствию в ее конструктиве гибких, скользящих, сжимаемых, сдавливаемых и других уплотнительных элементов, но там есть сильфон. Он вваривается в корпус арматуры и представляет собой связь металла корпуса с запорным элементом. Сильфон одним краем присоединяется неразборным соединением (чаще всего сваркой) к верхней кран-буксе арматуры, а вторым краем приваривается к штоку или толкателю, являющемуся, в свою очередь, перекрывающим элементом для рабочей среды (см. рис. 1). Сильфон тут служит разделителем сред, предотвращающим выход рабочей среды вдоль приводного штока, который может вращаться и двигаться поступательно вдоль корпуса арматуры.
Все это породило огромное количество видов арматуры с сильфонным уплотнением, каждый из которых чаще всего представлял собой попытку устранить тот или иной недостаток: например, в конструктив вводился большой ход сильфонного уплотнения для снижения коэффициента гидравлического сопротивления и т. п. Прибавим к этому большое количество испытаний, необходимое к проведению на сильфонных узлах как в процессе производства, так и на конечной стадии изготовления, и мы получим огромный прирост к цене изделия. Надо признать, что на сегодня ни одна из попыток улучшения сильфонной арматуры не смогла привести к комплексному решению вопроса снижения ее стоимости.
Изучив потребности современного рынка, можно почти сразу прийти к выводу, что основной недостаток арматуры сильфонного типа — ее стоимость. Для уменьшения стоимости необходимо снижение трудоемкости, т. е. повышение автоматизации производства. Этот показатель у большинства предприятий арматурной отрасли РФ примерно одинаков, дальнейшее же повышение автоматизации не всегда оправдано конъюнктурой рынка.
Однако мы рассмотрели не все возможности снижения трудоемкости изделий. Следующим немаловажным аспектом в этой области является исключение промежуточных стадий контроля путем подтверждения качества продукции самим технологическим процессом. Для реализации предложенного подхода необходимо грамотно разделить технологический процесс изготовления изделия на понятные стадии. Это позволит сделать все операции максимально похожими друг на друга от партии к партии, что даст
нам возможность оценивать качество путем оценки самого процесса изготовления.
В мире уже давно пользуются подобной организацией процессов, у нас же нормативная база в этом направлении только зарождается, основа подтверждения качества на конкретных операциях заложена в следующих нормативах:
ГОСТ Р 55019-2012 «Арматура трубопроводная. Сильфоны многослойные металлические. Общие технические условия».
ГОСТ 27.310-95 «Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов».
СТ ЦКБА 049-2009 «Арматура трубопроводная. Обеспечение безотказности при изготовлении».
На сегодняшний день необходимо признать, что основным недостатком арматуры сильфонного типа является ее неконкурентоспособная цена. В попытках устранить данный недостаток было разработано огромное количество видов сильфонной арматуры как с простыми сильфонными уплотнениями, включающими только сильфон с приваренными к нему переходными фланцами, так и со сложными сильфонными уплотнениями, включающими в себя даже некоторые корпусные элементы клапана (см. рис. 2).
Безотказность за счет исполнения каждой операции технологического процесса обеспечивается вероятностью того, что после каждой технологической операции в изготовленной партии нет бракованных единиц и что после контроля каждой операции изготовления бракованная деталь будет обнаружена ОТК. Расчет вероятности выхода годной детали в результате выполнения технологического процесса представляет собой расчет вероятности невозникновения несоответствий (дефектов) на каждой выполняемой операции в совокупности объемов технологических процессов. Расчет ведется на основе анализа критических дефектов, приводящих к критическому отказу, обусловленных выполнением технологических процессов.
Исходными данными для оценки качества выполнения промежуточных операций путем оценки технологического процесса будут являться:
- рекламации от потребителей продукции за прошедший оцениваемый период времени, в течение которого производилась продукция;
- данные о возвратах отдела технического контроля (ОТК) при проведении контроля продукции за прошедший оцениваемый период времени, в течение которого производилась продукция;
- результаты ресурсных испытаний в рамках приемосдаточных испытаний продукции за прошедший оцениваемый период времени, в течение которого производилась продукция;
- результаты ресурсных испытаний в рамках периодических испытаний продукции за прошедший оцениваемый период времени, в течение которого производилась продукция;
- общее количество произведенной продукции за прошедший оцениваемый период времени.
При оценке качества выполнения промежуточных операций путем оценки технологического процесса возможно принимать допущения. Приведем примеры.
Ввиду того, что арматура не является сборочной единицей, при расчете безотказности на основе анализа критических дефектов по СТ ЦКБА 049-2009 (рекомендация п. 8.10.4.8 см. ГОСТ Р 55019-2012), приводящих к критическому отказу, технологические процессы изготовления сильфонных уплотнений или арматуры в целом можно принять за одну условную операцию изготовления, а все возвраты ОТК, выходы из строя сильфонных уплотнений или арматуры в целом на испытаниях, а также рекламационные возвраты, включая исправимый брак, принимать как критические отказы. Разгерметизация сильфонных уплотнений или арматуры в целом в рамках ресурсных испытаний при приемосдаточных испытаниях за прошедший оцениваемый период времени, в течение которого производилась продукция, принимать как критические отказы.
Если статистика рекламационных возвратов на предприятие-изготовитель сильфонных уплотнений или арматуры в целом имеет стабильные показатели в течение большого периода наблюдений, для расчета допустимо принимать данные по произведенной, а также вышедшей из строя и зарекламированной продукции за прошедший оцениваемый период времени, в течение которого производилась продукция, причем для ужесточения расчетов можно принять рекламационные возвраты продукции любого года выпуска. Заключительным этапом производится оценка технологического процесса по отношению к вероятности возникновения критических отказов, обеспечиваемой технологическими процессами, полученный результат в числовом выражении оценивается и сравнивается с принятым на предприятии базовым показателем.
Описанная выше система подтверждения качества продукции технологическим процессом внедрена на ПАО «СПЗ»: базовый показатель оценки технологических процессов принят в размере 0,99, результаты оценки выше данного показателя признаются положительными.
Внедрение данной системы привело к снижению стоимости сильфонных узлов для арматуры на 8-10%, при этом показатели качества продукции остались на прежнем уровне.
