Целесообразность и безальтернативность ремонта и восстановления работоспособности тяжелого и крупногабаритного оборудования на месте эксплуатации при непредвиденных ситуациях потери его работоспособности

Н.А. Ватагин, советник генерального директора АО «СОМЭКС»

А.Г. Липатов, главный механик ОАО «ЕВРАЗ Качканарский горно-обогатительный комбинат» (ЕВРАЗ КГОК)

О.Н. Шведов, к.т.н., зам. генерального директора АО «СОМЭКС»

После закупки и ввода в эксплуатацию крупногабаритного и тяжелого оборудования на предприятиях горно-обогатительной и других отраслей рано или поздно возникает проблема проведения ремонта и восстановления, если не всей установки, то основных наиболее нагруженных её рабочих узлов, подвергшихся неизбежным эксплуатационным повреждениям.

При этом руководству предприятия приходится сделать выбор одного из следующих апробированных и обычно применяемых вариантов действий для восстановления эксплуатационных параметров оборудования:

Вариант 1. Отправить установку в целом или её демонтированные поврежденные рабочие узлы предприятию-изготовителю или другому крупному машиностроительному предприятию для проведения ремонта.

Вариант 2. Заказать оперативно поставку новых деталей или узлов на замену поврежденных.

Вариант 3. При первичном приобретении нового оборудования в состав заказа его поставки предусмотреть резервный объём запасных частей, деталей и узлов, работающих в наиболее нагруженных режимах с тем, чтобы при наступлении случая непредвиденной потери эксплуатационных характеристик можно было оперативно восстановить исходную работоспособность с минимальной потерей времени на остановку оборудования.

В Варианте 1 транспортные расходы по доставке в ремонт негабаритного груза, особенно в адрес зарубежного изготовителя этого оборудования, могут оказаться соизмеримыми со стоимостью самого ремонта или поставки нового узла. В Варианте 2 заказ и изготовление нового узла займет длительное время, от нескольких месяцев до года, и приведёт к значительным финансовым потерям от простоя оборудования.

Обычно предпочитается выбор Варианта 3, когда наиболее изнашиваемые детали и узлы заказываются при подписании контракта на оборудование, хотя тем самым замораживаются значительные финансовые ресурсы. Во всех случаях аварийного выхода из строя оборудования, при отсутствии требуемых запчастей, неизбежны простои технологических секций, участков, цехов и, в некоторых случаях, всего предприятия.

При 2-ом и 3-ем вариантах ремонтов поврежденные узлы и детали списываются во вторсырье. На складах вторсырья горнодобывающих предприятий могут скапливаться тяжеловесные, с локальными повреждениями детали и узлы, снятые с эксплуатации по технологическим причинам, но сохраняющие достаточную конструкционную конфигурацию для возвращения к дальнейшей эксплуатации в результате специализированного ремонта. В этом случае возможность вернуть работоспособность крупногабаритного и тяжеловесного оборудования позволяет получить , со всей очевидностью, значительный экономический выигрыш по сравнению с перечисленными выше вариантами.

Однако в условиях напряженно функционирующего предприятия, когда частота выхода из строя конкретных элементов оборудования трудно прогнозируема, создавать штатное специализированное ремонтное подразделение вряд ли имеет смысл по экономическим соображениям.

Привлекать из действующих подразделений предприятия необходимый высококвалифицированный персонал для проведения разовых ремонтно-восстановительных работ так называемым вахтовым методом, также нерационально из-за невысокой вероятности положительного конечного результата, так как:

- причины и следствия каждого локального повреждения почти всегда уникальны;

- общедоступных методик выполнения необходимых операций по ликвидации разнообразных повреждений даже в однотипном оборудовании не существует;

- временный коллектив при проведении ремонтно-восстановительных работ будет вынужден оперативно вырабатывать при дефиците времени и высокой ответственности, к чему может быть не подготовлен, неординарные организационно-технологические приемы на уровне «ноу-хау» и т.п.

Выписка из референц&листа по выполненным работам АО «СОМЭКС» за 2010–2015 гг.

Экономически целесообразный выход из подобных сложных ситуаций предоставляют контракты со специализированной ремонтной организацией, обладающей специализированным оборудованием, технологиями и, главное, опытными универсальными специалистами высокой квалификации.

За 19 лет работы на рынке АО «СОМЭКС» постоянно расширяло свои технологические возможности по охвату в интересах Заказчиков номенклатуры производимой продукции – оборудования, запасных частей, защитных покрытий и технологий, а также по оказанию дополнительных услуг. Понимание значимости идеи освоения и применения технологий ремонта тяжелого оборудования на месте его эксплуатации в качестве перспективного направления сферы услуг находилось в поле внимания руководства АО «СОМЭКС».

За последние 6–7 лет предпринимались меры по поиску подходов и решений для воплощения этой идеи в жизнь. После завершения поискового этапа в структуре АО «СОМЭКС» было сформировано специализированное производственное подразделение мобильного выездного проведения ремонтов на промплощадках предприятий-Заказчиков.

И уже в 2010 г. были разработаны технологии и выполнены первые полномасштабные ремонты пяти конусов дробилок КМД 3000 и КСД 2200 производства ОАО «Уралмашзавод».

В последующем был успешно выполнен ряд ремонтновосстановительных работ на шаровых мельницах, роллерпрессах, дробилках и др. (см. таблицу).

Освоенные возможности по новой услуге АО «СОМЭКС» оказались к месту, когда в 2013 г. на ОАО «ЕВРАЗ КГОК» потребовалось проведение ремонта опорных поверхностей предаварийного окомкователя аглофабрики. По причине неравномерного износа поверхностей качения двух бандажей и опорных роликов при работе окомкователя наблюдалась значительная вибрация всего оборудования и опорной площадки.

И тогда службе главного механика комбината потребовалось срочно выбрать один из двух вариантов технологии ремонта окомкователя:

1. Остановка оборудования, полная разборка окомкователя и ремонт его бандажей или заказ изготовления новых бандажей на крупном машиностроительном предприятии, доставка, монтаж и их доводка на комбинате.

2. Привлечение специализированной подрядной организации для выполнения ремонта на месте установки окомкователя без его демонтажа.

Предварительная механическая обработка поврежденных участков поверхности конуса на глубину проточки, необходимую для после& дующего нанесения наплавляемого слоя

Предварительная механическая обработка поврежденных участков поверхности конуса на глубину проточки, необходимую для последующего нанесения наплавляемого слоя

Второй вариант технологии ремонта выглядел предпочтительнее, т.к. экономилось несколько месяцев на демонтаж, транспортировку, ремонт, монтаж окомкователя и обеспечивалась основательная экономия финансовых средств, но и существовал определенный риск.

Общий вид наплавленного твердосплавного слоя на поверхности конуса

Общий вид наплавленного твердосплавного слоя на поверхности конуса

Для объективного выбора и оценки возможности реализации 2-го варианта ОАО «ЕВРАЗ КГОК» был объявлен конкурс-тендер.

АО «СОМЭКС» были представлены наиболее выгодные условия выполнения работ на основе использования собственного оборудования, технологических заделов и штатного персонала, а также подтверждение своей дееспособности ранее выполненными успешно работами. После заключения договора были проведены подготовительные мероприятия, после чего был осуществлен сам ремонт.

Результаты финишной обработки наплавленного слоя конуса и замеров показателя его твердости по HB

Результаты финишной обработки наплавленного слоя конуса и замеров показателя его твердости по HB

Совместно со службой главного механика комбината и специалистами аглофабрики была существенно дополнена первоначально предложенная АО «СОМЭКС» технология восстановительного ремонта геометрических размеров двух бандажей диаметром 3600 мм и четырех опорных роликов диаметром 900 мм. В технологии было предусмотрено размещение мобильного обрабатывающего оборудования АО «СОМЭКС», чтобы ремонтируемый окомкователь оперативно мог быть вновь введен в производственный процесс в случае аварийного выхода дублирующего окомкователя, работающего параллельно в технологической цепочке. Непосредственно ремонт был выполнен за 7 дней, при этом эксплуатационные характеристики были доведены до штатных режимов.

По сравнению с альтернативным вариантом принятая ремонтная технология потребовала на порядок меньших затрат времени – косвенный эффект; и финансовых средств – прямой эффект.

За период последующей эксплуатации установки никаких нареканий со стороны Заказчика не поступало. Такие результаты стали следствием восстановления геометрической конфигурации опорных поверхностей бандажей и роликов до номинальных показателей.

Профессиональность ремонтного персонала АО «СОМЭКС» и оптимальные решения службы главного механика ОАО «ЕВРАЗ КГОК» также позволили комбинату избежать больших затрат финансовых средств и потерь производственного времени при возникновении аварийной ситуации на технологической секции №8 цеха дробления.

На недавно приобретенных дробилках Kubria® G150 и Kubria® F210, фирмы ThyssenKrupp (Германия), находящихся на гарантии, по причине преждевременного износа броней, получили серьезные повреждения и посадочные места конусов. Повреждения оказались несовместимыми с возможностью дальнейшей эксплуатации всей секции.

Поскольку средний срок службы до естественной замены таких конусов составляет не менее 5–7 лет, в предварительный заказ они не были включены. Их заказ планировался на 2017–2018 гг. Внеплановый заказ возможно было сделать после комиссионного, с участием представителей фирмы ThyssenKrupp, выявления причин преждевременного выхода из строя конусов, которое заняло 4 месяца. На изготовление и организацию поставки новых конусов потребовалось бы еще не менее 4 месяцев без учета времени логистических процедур. Высокая стоимость этих изделий (несколько сот тысяч евро) и снижение производительности дробильного отделения означали бы ухудшение производственно-финансовых показателей ОАО «ЕВРАЗ КГОК».

Ситуация требовала найти более приемлемый вариант организации ремонта конусов в российских условиях. Такими вариантами могли быть:

1. Вывоз конусов для ремонта на крупное машиностроительное предприятие и последующая доставка (при этом стоимостные затраты могли быть снижены в 5 раз, но требовался срок не менее 4 месяцев).

2. Ремонт конусов на промплощадке комбината силами подразделения мобильного ремонта другой организации.

В пользу второго варианта был пример успешного ремонта окомкователя и предпочтительность условий, предложенных АО «СОМЭКС». Выгода варианта АО «СОМЭКС» заключалась в предельно кратком сроке ремонта – не более 1-го месяца (вместо 4-х – по первому варианту). Обеспечивалась также дополнительная экономия времени, т.к. вместе с коммерческими условиями АО «СОМЭКС» представило описание готовой технологии восстановления посадочных мест конусов под посадку броней.

После рассмотрения и внесения службой главного механика необходимых уточнений в разработанную АО «СОМЭКС» технологию ремонта, она была направлена в фирму-изготовитель ThyssenKrupp на экспертизу, по результатам которой технология АО «СОМЭКС» была признана соответствующей требованиям фирмы ThyssenKrupp и официально утверждена.

Основные этапы утвержденной методики ремонта:

- восстановление геометрии поврежденных поверхностей конусов;

- подготовка углублений на восстановленных по геометрии поверхностях для последующего нанесения слоя наплавки;

- наплавка заготовки рабочих поверхностей специально подобранными, совместимыми с основным металлом наплавочными электродами;

- использование строго определенных термических режимов проведения наплавочных и последующих этапов работ;

- механическая обработка наплавленных поверхностей до получения номинальных параметров, предусмотренных предприятием-изготовителем дробилок ThyssenKrupp.

Указанные этапы и последовательность их выполнения для подобного рода работ являются аксиоматичными. Однако реализация ремонтно-восстановительных работ каждого конкретного объекта требует подготовки индивидуальных технологических подходов и квалифицированных оперативных решений по вопросам, возникающим уже в процессе проводимых работ, не дающих права на ошибку, т.к. следствием могут быть разнообразные дефекты: растрескивание, деформация, раковины и др.

Общий период времени на согласование организационных вопросов, экспертизу технологии, заключение с АО «СОМЭКС» договора и завершение работы составил в общей сложности 2 месяца, включая 25 дней на выполнение ремонта обоих конусов. По отношению к вариантам заказа новых изделий и вывоза неисправных на крупное машиностроительное предприятие, выигрыш времени составил более 2 месяцев эксплуатации секции №8, что эквивалентно вводу в производственный оборот не менее 1 млн тонн руды.

От привлечения для ремонта рассматриваемых изделий мобильного подразделения АО «СОМЭКС» ОАО «ЕВРАЗ КГОК» получил косвенный экономический эффект, эквивалентный стоимости выходного продукта от переработки дополнительного объема руды в 1 млн т. И прямой экономический эффект: от снижения стоимости ремонта силами инофирмы – в 9 раз, или отечественного машиностроительного предприятия – в 1,7 раза.

Достигнутые показатели экономической эффективности являются неопровержимым подтверждением преимуществ применения технологии ремонта и восстановления тяжелого оборудования на месте его эксплуатации специализированным мобильным подразделением АО «СОМЭКС» (основные этапы выполнения ремонтных работ отражены на фото).

В результате совместной деятельности специалистов АО «СОМЭКС» и службы главного механика ОАО «ЕВРАЗ КГОК» получены следующие достижения: 1. Выведены в номинал точные геометрические параметры посадочного места каждого конуса.

2. Достигнута конусность с номинальной точностью в пределах ±2’ (угловых минут).

3. Повышена вдвое твердость вновь созданной поверхности посадочного места, что направлено на увеличение эксплуатационного ресурса конусов.

4. Оба конуса возвращены в эксплуатацию с ресурсом, превышающим заводской.

5. Полученные качество поверхности и исходные размеры изделий могли быть реализованы только с помощью собственного специализированного оборудования АО «СОМЭКС». 6. Обеспечение подобных параметров восстановленных конусов с использованием универсального токарного оборудования и инструмента, при массе свыше 18 т, диаметре 2150 мм и твердости 330 HВ, представляется исключительно сложной или даже неразрешимой задачей.

Залогом надежности исполнителя заказных ремонтно-восстановительных работ по обеспечению их качества и сроков выполнения являются:

- ранее отработанное и постоянно совершенствуемое нормативно-методическое обеспечение;

- наличие коллектива специалистов инженерного профиля с многолетним опытом эксплуатации и ремонта тяжелого оборудования;

- высокая исходная квалификация исполнителей, обеспечивающая выполнение работ по нескольким производственным специальностям на уровне 5–6 разрядов;

- наличие комплекта приспособлений и станочного оборудования собственного изготовления и способность модернизировать уже существующие приспособления, а также проектировать и изготавливать требуемые обстоятельствами новые приспособления;

- постоянная мобилизационная готовность специалистовремонтников к оперативному перемещению на рабочие площадки Заказчиков любой удаленности и транспортной доступности.

Результаты, полученные специалистами ОАО «ЕВРАЗ КГОК» и АО «СОМЭКС» в процессе ремонтно-восстановительных работ, стали важным этапом дальнейшего совершенствования основных положений технологических ремонтно-восстановительных приемов. Подтверждена также всесторонняя подготовка производственно-технологического персонала АО «СОМЭКС» для выполнения на оборудовании ГОКов ремонтных работ высокого уровня сложности. Цель этих работ – ускоренное восстановление геометрических параметров поврежденных и изношенных крупногабаритных деталей и узлов и, как следствие, экономия значительных финансовых средств и сокращение времени вынужденных простоев оборудования.

Выводы:

1. Воплощение АО «СОМЭКС» идеи решения проблем предприятий-Заказчиков по восстановлению работоспособности крупногабаритного оборудования на месте его эксплуатации в организационно-технологических мероприятиях по созданию своего штатного подразделения выездного ремонта позволило по результатам выполненных за несколько лет подрядов подтвердить перспективность этого освоенного направления.

2. Проведенное на ОАО «ЕВРАЗ КГОК» восстановление работоспособности импортных дробилок ThyssenKrupp Kubria® G150 и Kubria® F210, находящихся на фирменной гарантии, означало экзамен на профессионализм – службы главного механика ОАО «ЕВРАЗ КГОК» в обосновании оптимальности принятого варианта восстановления работоспособности дробилок и АО «СОМЭКС» в способности качественно выполнить эту работу в условиях повышенной требовательности к результатам.

3. Пройдя через согласование и утверждение фирмой ThyssenKrupp своей технологии, АО «СОМЭКС» было допущено к ремонту вышедших из строя двух дробящих конусов указанных дробилок, что означает признание этой авторитетной инофирмой соответствия уровня предлагаемых приёмов и квалификации персонала АО «СОМЭКС» уровню сложности предстоящих высоко ответственных работ.

4. Четкое сопровождение службой главного механика ОАО «ЕВРАЗ КГОК» подготовительных и непосредственно ремонтных этапов работ способствовало минимизации вынужденных простоев оборудования и достижению гарантированного качества работ, т.к. по окончанию восстановления оба конуса были признаны полностью соответствующими требованиям фирмы-производителя и пригодными для промышленной эксплуатации.

5. Налаженность взаимодополняющих контактов службы главного механика ОАО «ЕВРАЗ КГОК» и мобильного подразделения АО «СОМЭКС» наряду с успешным выполнением работ по восстановлению работоспособности импортных дробилок также способствовала комбинату:

- получить выигрыш по времени минимум два месяца по запуску в работу соответствующей технологической секции, что эквивалентно дополнительной переработке более 1 млн тонн руды, – косвенный эффект;

- получить прямой экономический эффект от снижения финансовых затрат в 9 раз по сравнению с заказом за границей и в 1,7 раза по сравнению с ремонтом на машиностроительном заводе в России.

6. Приведенные показатели экономической эффективности являются неопровержимым подтверждением преимуществ применения варианта ремонта и восстановления тяжелого крупногабаритного оборудования на месте его эксплуатации специализированным мобильным подразделением.

7. Компромиссным, экономически максимально выгодным и фактически безальтернативным для предприятийЗаказчиков является привлечение специализированной по выездным ремонтам организации в случаях экстренных обстоятельств потери работоспособности тяжёлого крупногабаритного оборудования и связанных с этим потерь от остановки основных производственных процессов предприятий.

Ключевые слова: целесообразность, ремонт, восстановление оборудования

Журнал "Горная Промышленность" №3 (121) 2015, стр.39