Fiabilitate

Introducere

Fiabilitatea a devenit o condiţie tehnică, un parametru în proiectarea, fabricarea şi exploatarea produselor şi una din problemele fundamentale ale tehnicii în primii ani din deceniul al V-lea al secolului al XX-lea. În aceşti ani au fost dezvoltate teorii, metode de calcul şi procedee de testare care permit formularea unor aprecieri calitative şi cantitative cu privire la siguranţa în funcţionare a unor elemente constructive, aparate, echipamente şi instalaţii.

Teoria fiabilităţii s-a constituit ca o disciplină de graniţă având o fundamentare matematică izvorâtă din necesităţile tehnologiei moderne şi ale economiei calităţii. Ca ştiinţă de sine stătătoare fiabilitatea are drept obiect:

• aprecierea cantitativă a comportării produselor în timp;

• determinarea modelelor şi metodelor de calcul şi de prognoză a fiabilităţii;

• analiza fizică a defecţiunilor şi studiul lor (al cauzelor, al proceselor de apariţie şi de dezvoltare şi a metodelor de combatere a defecţiunilor);

• stabilirea factorilor de natură constructivă, metalurgică, tehnologică şi de exploatare pentru asigurarea, menţinerea şi creşterea fiabilităţii sistemelor, dispozitivelor şi elementelor componente.

Definiţia general acceptată a fiabilităţii este următoarea: fiabilitatea este probabilitatea ca un echipament tehnic să-şi îndeplinească fără defecţiuni funcţiile sale specifice pe o anumită perioadă de timp, într-un ansamblu de condiţii de funcţionare anterior precizate. Dacă prin calitatea produselor se înţelege gradul sau nivelul prin care acestea corespund necesităţilor de consum productiv, fiabilitatea presupune, pe lângă acestea, folosirea lor la parametrii proiectaţi, exploatarea lor sigură şi continuă, în condiţii bine determinate, pe parcursul unei perioade de timp date. În timp ce calitatea unui produs poate fi considerată ca o virtute statică , adică satisfacerea consumatorului în momentul acceptării produsului, fiabilitatea este o virtute dinamică, reprezentând menţinerea permanentă a performanţelor produselor pe întreaga perioadă a utilizării acestora.

Din definiţia anterioară rezultă că fiabilitatea constituie o însumare a patru noţiuni: probabilitatea; îndeplinirea funcţiilor specifice fără defectări; condiţiile de funcţionare şi exploatare; timpul de funcţionare prescris.

Caracterul probabilistic al fiabilităţii rezultă, în primul rând, din raportul existent între capacitatea de funcţionare (capabilitatea) şi serviciul (solicitările) pe care le are de îndeplinit un produs.

Capabilitatea unui echipament tehnic are o repartiţie probabilistică, deoarece fiecare component al acestuia este o sumă statistică între calitatea aleatoare a materialelor folosite, a parametrilor regimurilor de fabricaţie în toate fazele lui, de la elaborarea semifabricatului şi până la realizarea operaţiilor de montare a ansamblului, prin calitatea suprafeţelor şi corectitudinea îmbinărilor realizate. La nivelul unui lot de produse calitatea încorporată în fiecare produs are o anumită valoare concretă, diferită de la un produs la altul, ceea ce va determina şi pentru capacitatea întregului lot de echipamente o anumită distribuţie statistico- probabilistică a acestor proprietăţi.

Un produs este fiabil dacă posedă în orice moment al exploatării o capabilitate superioară solicitărilor din timpul utilizării. Astfel, pentru ca un lot de echipamente tehnice să aibă o fiabilitate deosebit de ridicată este necesar ca echipamentul cu capabilitatea cea mai slabă să reziste celor mai ridicate solicitări în perioada de exploatare. Deşi în proiectare se utilizează coeficienţi de siguranţă care ar trebui să conducă la o asemenea situaţie, pentru echipamente tehnice complexe, cu multe elemente componente, apar o serie de interacţiuni care nu pot fi prevăzute în calcule şi care reduc capabilitatea echipamentului. În acest fel se poate provoca situaţia când capacitatea de funcţionare este parţial inferioară serviciului cerut, iar siguranţa în funcţionare devine labilă.

Fiabilitatea stabileşte:

• legile de apariţie ale căderilor, întreruperilor şi restabilirii capacităţii funcţionale a sistemelor tehnice sau a continuităţii proceselor tehnologice;

• influenţa diferiţilor factori interiori şi exteriori asupra fenomenelor care se produc în sistemul tehnic sau procesele tehnologice;

• bazele de calcul ale timpului de bună funcţionare, ale durabilităţii şi prognozării căderilor sau stărilor limită;

• metodele de creştere a fiabilităţii încă din etapa de proiectare şi execuţie a produselor;

• metodele şi tehnologiile de exploatare, întreţinere şi reparare în vederea menţinerii capacităţii de lucru a echipamentelor tehnice.