必要的基础设施服务提供商,包括电力和石油和天然气行业,面对地缘政治气候转变,不确定或不一致的监管和竞争在全球范围内。维护财务可行性、设施必须维护老化的设备的运营挑战在运行一个安全、高效的植物。
核电站运营商必须平衡对维护销售和收入支出的美元和停机时间。这是简单的一个阀或泵组件级别的,但等复杂系统的难度成倍增加液化天然气(LNG)液化火车或一个联合循环发电单元。
复合这些挑战是不可避免的因素,年龄:截至2017年,美国发电机队的平均年龄是22年的天然气、核能和39年的36年煤炭。1此外,没有一个新的炼油厂建立生产能力大于100000桶(bb / d)自1977年以来。2
预防性维护设备组件包括定期检查、测试和维修或更换磨损的零件。也有计划外的维修和更换活动由于突然出现组件故障。当更换或修复磨损、损坏或失败的部分,工厂经理面临着三个选择:
- 联系OEM来修复或替换部分
- 取代的父组件损坏或失败的一部分
- 使用逆向工程技术进行售后维修或购买一个售后部分
这些路径的详细成本/效益分析超出了本文的范围,是依赖于场景,没有放之四海而皆准的方法。然而,在许多情况下,逆向工程是一个具有成本效益的选择采购的成本昂贵的或过时的部分。
逆向工程是什么?
逆向工程(重新)被定义为“开发技术信息的过程足以获得一个替代项身体检查,测量、测试现有的项目,审查技术资料,或执行工程分析”。3纵观历史检验使用,复制和改进现有技术。
今天,方法不同特别的测试和检查严格的正规治疗。不同的方法组织和军事等记录在标准手册- 115可以从美国陆军工程兵团各研究所的技术出版物或电气和电子工程师协会(IEEE)软件。在权力和流程工业零部件的精确指导再保险在电力研究所(EPRI)技术报告107372启1。EPRI的方法被开发用于核安全电厂的应用程序。这个最佳实践指导适用于化石燃料的电力和石油和天然气设施。
正确进行反向工程,生成部分,必须执行以下步骤:
- 识别的应用程序和功能父组件或系统和逆向工程的目标的活动
- 确定原始产品逆向工程的设计特点
- 恢复已知和未知项特征通过物理测试、文档评论和
- 技术评估
- 建立一个替代组件的设计
- 检查更换对已知的项目设计,恢复和推断原始组件的特性,包括考虑在职和环境条件
- 确定是否有任何替代之间的性格差异和原始设计通过技术评估文档替代项的健身服务。
- 为利益相关者审查和批准之前,备件的制造
值得注意的是,即将到来的讨论这些步骤,这种方法是通过镜头制造商和设计师的黑色和有色金属组件。的一个完整的治疗过程等复杂的系统软件,电路板,等等,建议读者审查适用EPRI, IEEE或其他行业指导。
逆向工程的益处和风险是什么?
是否使用再保险的生产是一个过时的部分是否使用证明和昂贵的OEM对一个未知的和更便宜的售后市场。一个比喻来汽车零部件应用:一辆车可以采取OEM零件和服务的经销商但溢价美元和时间。它可以去售后刹车片的小区车库工作一样价格的一小部分。用户可以购买“经济、日常司机或溢价”水平的质量,溢价部分可能持续超过OEM基地模型部分。最典型的再保险的好处是减少铅的时间和成本。
这种高成本的一个例子,螺纹杆命令一个过时材料规范要求钢厂生产的最小批量40000 pound-mass(加快)部分可能使用40磅的材料。另一个例子是在阀铸件的使用。如果一个订单原始打印的铸造,铸造模式或供应商可能已不复存在。在这个场景中,铸件供应商必须创建一个新的模具,倒一批材料,他们可能不一般。
在这些实例中,OEM将引用一个单位成本高和很长的时间占这些挑战在处理一个过时的材料。这是一个常见问题;部分的几何和应用并不过时,但是所使用的材料和制造方法。这听起来可以克服工程原则和通过提供一个可用的材料。这里还存在一个再保险的风险,根据定义,这将是一个设计的变化。如果不进行适当的技术严谨,更换组件性能可能不是相当于OEM。
逆向工程与设计相等
为组件成功反向工程必须“以牙还牙”没有变化从原始的部分。黑色和有色金属零件,这包括所有维特性和材料特性,如化学成分、机械强度等。所有这些信息可以用足够的时间和已知样本进行实验室测试,但这并不总是实用压缩时间表和预算有限。
部分是一个真正的“以牙还牙”,所有的设计特点必须是已知的和可恢复使用适当的设备。例如,阀塞的外直径是一个关键维度。应该恢复尺寸太大,塞不适合笼子里。直径应太小,笼内的插头不会保持对齐和液体泄漏发生改变阀门的流动特性。
在这个应用程序中,典型的笼子里/插头接口之间的间隙是0.002英寸到0.003英寸,这将要求重新塞有一个外径(OD)恢复±0.001英寸的维度。如果插头OD恢复用卷尺的宽容±1/32-inch,这将是一个未知的特性给出所需的制造公差和穷人测量的准确性。然而,当用激光扫描测量设备公差为±0.0005英寸,这个尺寸可以明确知道当需要考虑到制造公差的OD±0.001英寸。
有时认为维特征不能真正知道,除非OEM公差是已知的。这种说法是不准确的,因为它驳斥了声音的成熟和标准化加工实践。例如,“圣经”,计算机数控(CNC)加工,机械手册3,一直在打印100多年,并定义严格的公差,干扰适合和装配间隙好几代了。相同的公差指定的OEM供应商制造的公差。此外,有改进数控加工多年来,和用于手工加工的公差30年前可以可靠地实现现代数控和更少的变化。
在某些情况下,特征不能被测量恢复但必须使用什么数据推断是可用的和健全的工程原则。例如,材料数据通常是确定通过使用x射线荧光阳性材料识别(PMI)技术来恢复化学成分和硬度无损检测材料抗拉强度。PMI技术可以恢复统一编号系统(不成功)化学成分的合金和不锈钢一般用于阀,但不能恢复材料specification-such美国和材料试验学会(ASTM),德国标准化研究所(DIN)、航空航天材料规格(AMS),或汽车工程师协会(SAE)——它是制造。有时这可以恢复从一个装箱单或其他文档,但通常不是可用的。一个实际的例子将决定是否铸造或锻造材料用于制造阀笼。
铸造或锻造?
爹妈J91540是一种常用的马氏体不锈钢铸造材料由四个ASTM规范和被称为CA6NM。在化学成分几乎相同的锻造UNS 41500由一个额外的10 ASTM规范。化学成分的差异小,之间的差异是由于制造业铸造和锻造材料。还有ASTM文档状态的材料是等价的。铸造和锻造都是提供等效拉伸强度取决于最后的热处理,和所需的抗拉强度可以从一个硬度试验中恢复过来。
最终,是否生产的原始材料是铸造或锻造,它可能无法被恢复。因此,如果不能确定原始材料规范,一个真正的“以牙还牙”部分不能提供。然而,如果UNS J91540和爹妈41500可以被认为是等效的材料,“形式,配合和功能”的备件将与原来的相同。
维护成本压力,交货期长,部分过时不会消失。随着计量的进步,制造业和方法,逆向工程是一个可靠和具有成本效益的方式应对这些挑战。
引用
Kwon奥古斯丁“天然气发电机占最大的份额整体发电能力”,12/18/2017,www.eia.gov todayinenergy / detail.php ? id = 34172
“是什么时候过去炼油厂建于美国吗?”,最后更新2020年6月23日,www.eia.gov /工具/常见问题/ faq.php ? id = 29科技= 6
指导使用逆向工程技术:复习1到EPRI tr - 107372。EPRI,帕洛阿尔托,CA: 2018.3002011678
奥伯格,2020年埃里克、机械手册、工业出版社公司。