WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Выражение (6) является типовым интегральным уравнением, решаемым с помощью преобразований Лапласа следующим образом:

R (S) P(S) F(S)= fT (t)= K(0) P(S)+ ; (7) s P(S)= (t); R(S)= z(t); R (S)= z (t).

T Показано, что если известно количество отремонтированных участков магистрального трубопровода и задана величина остаточного ресурса fT (t), то с помощью (7) вероятность безотказной работы конструкции имеет вид:

F(S) Pбез =. (8) K(0)+ R(S) Исходя из (8):

- T (t)= F(S) [K(0)+ R(S)]. (9) Зависимость (9) означает, что, задаваясь графиком работы при выборочном ремонте, можно варьировать работоспособность всего трубопровода. График выборочного ремонта базируется на понятиях “безопасных” и “недопустимых” дефектов. Дефекты, для которых коэффициент запаса по расчетному разрушающему давлению относительно нормативного рабочего давления не ниже проектной величины, считаются безопасными (для газопроводов с Pраб =7,5 МПа безопасными являются дефекты с Pразр 13,25 МПа). Дефекты, для которых расчетное разрушающее давление ниже нормативного давления гидроиспытаний, являются недопустимыми (для газопроводов недопустимыми являются дефекты с Pразр <10,75 МПа).

Исходя из изложенного, график выборочного ремонта может составляться по разному. Первый вариант графика заключается в ремонтах “недопустимых” дефектов в предположении, что гидравлические переиспытания не выявят разрывов. Второй вариант выборочного ремонта заключается в ремонтах как “недопустимых” дефектов, так и дефектов, снижающих прочность трубы, и реализуется для вывода показателей прочности трубопровода на проектный уровень. В предположении Пуассоновского характера распределение отказов конструкции, когда:

0 при t<0 0 при t

Полученные результаты легли в основу методики техникоэкономического сравнения альтернативных стратегий восстановительных мероприятий, стоимость C которых заменяется на полные ожидаемые заj траты С:

C = C + P0C0, j где С0 – затраты, вызванные отказом после выборочного ремонта;

P0 =1 - Pбез - вероятность отказа.

Решение задачи оценки полных ожидаемых затрат С осуществляется на основе теории принятия решений, в соответствии с которой для рассматриваемых абсолютных предельных состояний трубопровода (отказов) наилучшая стратегия ремонтно-восстановительных работ оценивается по максимальному среднему значению полезности E[C(у) T]:

E[C(y) T]= U - C - C0 P0, (10) j где, U - доход, получаемый от эксплуатации полностью исправленного трубопровода.

Для оценки функции E[C(у) T] необходимо определить вероятность отказа P0 и доход U.

Для оценки P0 использовано правило Байеса, которое гласит, что апостериорная вероятность состояния P [ ] определяется произведением i вероятности P[zк ] полученного исхода при заданном состоянии yi ( ) i i на априорную вероятность PI i, деленным на нормализующую констан( ) ту:

I P[zk ] P [ ] i i P0 = P [ ]=. (11) i I jP[zk ] P [ ] i i Проблема расчета P [ ] состоит в том, что нужно установить норi мализующую константу – вероятности возможных исходов, сценарии развития которых могут реализовываться, например, следующим образом:

- возможен отказ лишь на участке с подросшим дефектом;

- возможен отказ лишь на просевшем после ремонта участке;

- возможен отказ и на просевшем, и на неотремонтированном участках.

Зная вероятности возможных исходов нетрудно получить апостериорную вероятность отказа по априорной с учетом условной вероятности отказа Pc (t) из (5), а также по известным характеристикам нагрузок и металла стенки трубы.

Значение дохода U при отсутствии отказа за период [0,t] определяется следующим образом:

t t - - r в(1 + r ) d = в d для t T t дляU (t)= t > T - к, (12) в в где в - ежегодный доход при отсутствии отказа; T - расчетный срок служ r = n(1 + r ) r бы;, - процент с капитала.

Вышеприведенные зависимости были использованы при расчете работоспособности условного трубопровода, восстанавливаемого выборочно. При этом оценивалась целесообразность двух стратегий ремонта: устранение лишь недопустимых дефектов и устранение всех потенциально опасных дефектов. Первоначально были проанализированы два способа расчета ремонтных напряжений. В рамках первого способа исследовался процесс изменения упругой энергии i -го конечного и соседних с ним элементов трубы, что позволило получить значение смещения i -го узла, но не дало возможности аналитически учесть осевые напряжения от припр легающих подземных участков и т.п. (предполагался инструментальный замер напряжений при выборочной шурфовке). При реализации второго способа анализировалась сумма потенциальных энергий трубопровода, потока продукта и грунта по поверхности контакта с трубой, что возможно с использованием программ численного счета. Полученные в результате значения напряжений были использованы при оценке работоспособности трубопровода после выборочного ремонта, реализуемого по альтернативным стратегиям, в рамках модели, представленной зависимостями (6) (12).

Таким образом, адекватный расчет напряженно-деформируемого состояния трубопровода после выборочного ремонта и реализуемая на этой основе оценка апостериорной вероятности отказа трубы дают возможность формировать перспективные программы восстановительных мероприятий, являющихся оптимальными с надежностно-стоимостных позиций.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1. Сформирована концепция обеспечения эксплуатационной надежности и экологической безопасности длительно эксплуатируемых магистральных трубопроводов после локального ремонта отдельных участков, основанная на расчете напряженно-деформированного состояния конструкции, учитывающем наличие дефектов стенки трубы, уровень послеремонтных напряжений.

2. На основе классификации дефектов стенки трубопровода по ремонтопригодности и сравнительном анализе современных технологий восстановления несущей способности трубы, разработаны зависимости для количественной оценки допустимых ремонтных напряжений, позволяющие выбрать рациональную технологию работ, гарантирующую сохранение целостности конструкции.

3. Разработан алгоритм расчета работоспособности трубопровода с локально отремонтированными участками. При этом учтена специфика взаимодействия конструкции с водонасыщенными грунтами, заключающаяся в возможности значительных осадок, перемещений в продольном направлении.

4. Предложена математическая модель расчета вероятности безотказной работы трубопровода после выборочного ремонта, позволяющая учесть различные стратегии реализации восстановительных работ. На основе разработанной математической модели создана методика техникоэкономического анализа альтернативных стратегий выборочного ремонта, реализация которой предполагает использование неопределенности в прогнозной информации о техническом состоянии линейной части.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Красников А.Ф. Обобщенный анализ факторов надежности магистральных газопроводов Западной Сибири / А.Ф. Красников, А.С. Семенов // Сб.

науч. тр. «Вопросы состояния и перспективы развития нефтегазовых объектов Западной Сибири». – Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. – С.55-59.

2. Красников А.Ф. Анализ факторов, влияющих на уровень напряжений в стенке трубопроводов при ремонте // Сб. науч. тр. «Нефть и газ. Новые технологии в системах транспорта». — Тюмень: ТюмГНГУ, 2004. — С. 147-151.

3. Красников А.Ф. Взаимодействие отремонтированных участков с мерзлыми грунтами / А.Ф. Красников, В.А. Иванов, А.В. Аксенов // Сб. науч.

тр. «Нефть и газ. Новые технологии в системах транспорта». — Тюмень:

ТюмГНГУ, 2004. — С. 151-154.

4. Красников А.Ф. Расчет работоспособности трубопровода после реализации различных стратегий выборочного ремонта / А.Ф. Красников, С.В. Кузьмин // Изв. ВУЗов, Нефть и газ. — Тюмень: ТюмГНГУ, 2005. — С.55-60.

Подписано к печати _2005 г. Бум. писч. № Заказ №_ Уч. – изд. л. 1,Усл. печ. л. 1,Формат 60 84 1/Отпечатано на RISO GR 3750 Тираж 100 экз.

Издательство «Нефтегазовый университет» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» Отдел оперативной полиграфии издательства «Нефтегазовый университет» 625039, Тюмень, ул. Киевская,

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»