地鐵排水設(shè)備可靠性預(yù)測(cè)及措施研究

呂鳳悅

【摘 要】針對(duì)地鐵排水設(shè)備故障數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，其故障間隔時(shí)間分布符合威布爾分布模型，通過威布爾分布相關(guān)算法計(jì)算事故照明裝置重要部件的可靠性和預(yù)計(jì)壽命，并建議應(yīng)對(duì)維修策略。

【關(guān)鍵詞】排水設(shè)備；潛水泵；威布爾分布；可靠性；預(yù)計(jì)壽命

0 引言

隨著城市地鐵線的線路發(fā)展，地鐵給排水專業(yè)設(shè)備種類和總數(shù)也在增多，設(shè)備的可靠性直接影響地鐵運(yùn)營安全。本報(bào)告通過系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)廣州地鐵廣佛線給排水專業(yè)設(shè)備中故障率高、影響程度大的潛水泵及其控制控制元件的故障數(shù)據(jù)，利用威布爾分布函數(shù)分析，結(jié)合設(shè)備運(yùn)行特性，分析排水設(shè)備的可靠性和全壽命，并制定相應(yīng)的維修策略，以提升設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量。

1 排水設(shè)備組成及故障數(shù)據(jù)

地鐵車站排水設(shè)備主要通過潛水泵將地鐵車站及區(qū)間污水、廢水抽出地面進(jìn)行排放。廣州地鐵廣佛線潛水泵最早于2010年12月投入運(yùn)營，到目前未進(jìn)行過大修以及升級(jí)改造，為避免新系統(tǒng)設(shè)備剛投入使用磨合故障對(duì)分析的影響，因此選取2012年至今的5年故障臺(tái)賬數(shù)據(jù)，主要統(tǒng)計(jì)分析潛水泵的主要頻發(fā)故障。

廣州地鐵廣佛線排水系統(tǒng)各主要部件各年份故障次數(shù)如表1所示：

1.1 浮球可靠性和平均壽命分析計(jì)算

廣佛線首通段潛水泵設(shè)備共173組共計(jì)559個(gè)浮球，根據(jù)表1數(shù)據(jù)，可得如下計(jì)算值：

用最小二乘法將表格中橫縱坐標(biāo)點(diǎn)擬合成一次線性方程，該方程為y=2.5855x-8.135，可求得m=2.5996，η=15.5322，可計(jì)算得MTTF=？濁？祝（1+）=15.53。

綜上，通過分析計(jì)算可得廣佛線首通段559個(gè)浮球全部失效約15年，依據(jù)圖1分析得可靠度呈逐年降低趨勢(shì)，預(yù)計(jì)至2020年可靠度將下降至84.81%。預(yù)計(jì)在未來10年內(nèi)于浮球故障率較高，建議依照可靠度結(jié)果，計(jì)算出未來年份發(fā)生的故障數(shù)量，根據(jù)故障數(shù)量做好備件儲(chǔ)備；同時(shí)加強(qiáng)季度檢修狀態(tài)檢測(cè)，對(duì)故障備件及時(shí)更換。

1.2 水泵機(jī)械故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

廣佛線首通段173套水泵（單站一套）共計(jì)305臺(tái)水泵，根據(jù)表1數(shù)據(jù)，可得如下計(jì)算值：

用最小二乘法將表格中橫縱坐標(biāo)點(diǎn)擬合成一次線性方程，該方程為y=2.1188x-5.3048，可求得m=2.1188，η=12.2274，可計(jì)算得水泵使用壽命MTTF=？濁？祝（1+）=12.2274。即理論計(jì)算得出廣佛線線首通段潛污泵的305臺(tái)水泵機(jī)械平均壽命約為12.23年。由于m=2.118>1， 處于損耗期。水泵機(jī)械部件前期運(yùn)行較穩(wěn)定，隨時(shí)時(shí)間的發(fā)展，水泵機(jī)械部件到了損耗期，故障率明顯上升。建議依照可靠度結(jié)果，計(jì)算出未來年份發(fā)生的故障數(shù)量，根據(jù)故障數(shù)量做好備件儲(chǔ)備；同時(shí)加強(qiáng)季度檢修狀態(tài)檢測(cè)，對(duì)故障備件及時(shí)更換。

2 結(jié)論

城市地鐵線路迅速發(fā)展，地鐵排水設(shè)備設(shè)備不斷增加，其可靠性直接影響地鐵運(yùn)營安全。利用威布爾壽命分析模型進(jìn)行可靠性及壽命分析計(jì)算，得出設(shè)備主要部件的可靠性及壽命情況，給出了相應(yīng)的建議，結(jié)合檢修規(guī)程，可對(duì)其中一些部件更換時(shí)間、維修程度進(jìn)行可行性探討，進(jìn)一步減少故障率，提高設(shè)備運(yùn)營服務(wù)質(zhì)量。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]