Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [ 48 ] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101

N*, повреждаемость за один год П1, время до разрушения на данном дефекте t1 - также получаются случайными нормально-распределенными величинами. Выполняя для каждого дефекта большое число расчетов (не менее 100) и обрабатывая статистически полученные результаты, находим средние значения и дисперсии для величин N*, П1, t1.

Далее можно найти основные характеристики надежности: вероятность безотказной работы участка нефтепровода в течение заданного времени и гамма-процентный ресурс данного участка (долговечность участка при заданной вероятности сохранения работоспособности). При определении характеристик надежности считается, что все случайные величины (исходные и результирующие) приближенно описываются нормальными законами распределения вероятности.

М етод численного моделирования разрушения со случайными исходными характеристиками имеет много положительного. В частности, он позволяет находить наиболее важные и определяющие параметры при сборе исходной информации и диагностическом обследовании трубопровода.

П оскольку участок трубопровода может иметь большое количество дефектов, и отказ участка происходит при разрушении хотя бы на одном из дефектов, вероятность безотказной работы всего участка определяется как произведение таких вероятностей безотказности (неразрушения) для каждого дефекта:

P(t) = P1(t)P2(t)P3(t) Pn-1(t)Pn(t) . (3.70)

Здесь Р\1) - вероятность безотказной работы всего участка в течение срока службы t; P1(t), P2(t) - аналогичны!, параметры для дефектов 1,2, п.

Вероятность разрушения трубы с отдельным (i) дефектом Pi(t) определяется по следующим двум параметрам: t -среднее время разрушения от данного дефекта (математическое ожидание времени разрушения); At - разброс времени разрушения (среднее квадратичное отклонение).

По параметрам t , At и заданному времени t определяется квантиль [20, 78]:

Ut = . (3.71)

t At

По значению квантиля Ut можно найти искомую вероятность неразрушения от данного дефекта Pi(t) по табл. 3.3.

-1,751

-1,881 -2,054 -2,170 -2,326 -2,576 -2,748 -3,090 -3,291 -3,719

P. (t)

0,96 0,97 0,98 0,985 0,99 0,995 0,997 0,999 0,9995 0,9999

Методика и программа позволяют определять наиболее опасные дефекты, вероятность безотказной работы дефектного участка трубопровода в течение заданного промежутка времени.

П оскольку заложенные в программу формулы дают некоторый запас по долговечности, то и вероятность безотказности по данной программе получается несколько заниженная, что идет также в запас по долговечности.

3.7. ПРИМЕРЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТРУБ И УЧАСТКА ТРУБОПРОВОДА ПРИ ОТСУТСТВИИ КОРРОЗИИ

Пример 3.1. Определить поврежденность и допустимое время эксплуатации участка трубопровода, содержащего ряд дефектов. Диаметр трубопровода D = 1220 + 4 мм; толщина стенки трубы h = 12 + 0,5 мм. Механические характеристики металла трубы: предел текучести a02 = 392 + 5 МПа; предел прочности aв = 579 + 4 МПа; поперечное сужение Тк = = 0,4 + 0,04; параметр статической трещиностойкости а05 = = 0,77 + 0,07. Режим нагружения: рабочее давление р = = 5,0 + 0,1 М Па; N10 = N20 = N30 = N40 = N100 = 100 + 10, т.е. за год происходит приблизительно 100 + 10 перепадов давления на 10, 20, 30, 40, 100 % соответственно.

В процессе обследования участка обнаружено 16 различных дефектов (царапины, трещины, непровары, вмятина и т.д.), характеристики которых приведены в

табл. 3.4.

Взаимосвязь между квантилем и вероятностью неразрушения (надежностью) трубопровода

Номер п/ п

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Таблица 3.4

Характеристики дефектов на участке трубопровода

Вид дефекта

Язва коррозионная Язва коррозионная Царапина Царапина Вмятина + Вмятина + Вмятина Вмятина Подрез Непровар

Вмятина + -i..,,,,,,, Язва коррозионная Царапина Язва коррозионная Трещина Трещина

царапина царапина

царапина

Расчеты! по этим данным вы!полнены по программе в соответствии с рекомендациями, изложенными в настоящем разделе. Полученные результатызанесены в табл. 3.5, где приняты! следующие обозначения: t - средняя долговечность (математическое ожидание); At - разброс долговечности (среднее квадратичное отклонение); t50 - время (в годах) за которое

Таблица 3.5 Результаты решения задачи (пример 3.1)

Примечание. В таблице использованы дополнительные условия t50 < 33; < 33; < 33, т.е. прогноз не распространяется на сроки более 33 лет.