Досліджуються методи і алгоритми поелементного аналізу ризику. Головною темою роботи є розробка інформаційного забезпечення для програм розрахунку ризиків магістрального трубопровода.Pipelines are high-energy powerful objects and it's destroying may be links with tremendous economic and ecologic losses. Increasing the tubing diameters and wall thickness, boost pressure of transporting products mains growing stresses in tubing walls, connecting with growth of spare of potential energy. This factors cast metal fatigue, stress corrosion and may lead to extremely rupture of pipeline. One of most important problems of engineering scientist problems is ensuring safety of compound technical systems. In this article Methods and algorithms of Technical Elements of Risk are researched. The main theme of this work is developing of Informed In-service Inspection Programs for Piping.

Анотація наукової статті з енергетики та раціонального природокористування, автор наукової роботи - гулу В. А., Басієву К. Д.


Область наук:
  • Енергетика і раціональне природокористування
  • Рік видавництва: 2008
    Журнал: Известия вищих навчальних закладів. Північно-Кавказький регіон. Природні науки

    Наукова стаття на тему 'Аналіз ризиків систем магістрального транспорту нафти і газу'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз ризиків систем магістрального транспорту нафти і газу»

    ?УДК 620.2, 65.012.122

    АНАЛІЗ РИЗИКІВ СИСТЕМ МАГІСТРАЛЬНОГО ТРАНСПОРТУ НАФТИ І ГАЗУ

    Реєстрація © 2008 р B.A. fynyee, K.fl. Eacuee

    Pipelines are high-energy powerful objects and it's destroying may be links with tremendous economic and ecologic losses. Increasing the tubing diameters and wall thickness, boost pressure of transporting products mains growing stresses in tubing walls, connecting with growth of spare of potential energy. This factors cast metal fatigue, stress corrosion and may lead to extremely rupture of pipeline.

    One of most important problems of engineering scientist problems is ensuring safety of compound technical systems. In this article Methods and algorithms of Technical Elements of Risk are researched. The main theme of this work is developing of Informed In-service Inspection Programs for Piping.

    Магістральні та розподільні газонефте-продуктопроводи відносяться до потенційно небезпечних техногенних систем, що експлуатуються в районах з екстремальними кліматичними і природними умовами, на територіях з великим скупченням населених і промислових об'єктів, що володіють величезним запасом потенційної енергії, що транспортується вибухонебезпечного продукту.

    До останнього часу висновок про промислову безпеку трубопроводу видавалося відповідно до чинних нормативних документів. Однак такий підхід означає, що більше половини трубопроводів слід негайно зупинити і вивести з експлуатації через те, що вони містять ті чи інші відхилення від нормативних вимог. При такому підході не враховується фактична небезпека виявлених дефектів або інших відхилень від норм для конкретного трубопроводу з урахуванням особливостей його експлуатації. Виникає проблема адекватної оцінки роботи існуючої нафтогазотранспортної системи з відображенням особливостей її експлуатації.

    Для підвищення надійності окремих компонентів і систем, а також безпеки складних технологічних об'єктів запропонований [1] і отримав розвиток [2] підхід, що дозволяє застосовувати концепцію ризику при побудові програм експлуатаційного контролю. Будь-які відмови і аварії мають імовірнісну природу, і для оцінки безпеки систем використовується методологія оцінки ризику як найбільш сучасний інструмент. Виходячи з цього, безпеку трубопроводів визначається як стан об'єктів складної технічної системи в умовах прийнятного ризику [3].

    Концепція моніторингу полягає у визначенні загального технічного стану об'єкта, виявленні потенційно небезпечних ділянок, які аналізуються детально з використанням комплексу приладових засобів для визначення [4]: ​​конструктивної макроповреждаемості елементів конструкції (потоншення стінок, розшарування, виразки, тріщиноподібні дефекти, аномальні деформації); структурно-фізичної деградації матеріалу; реального ПДВ потенційно небезпечної ділянки об'єкта; хімічної активності середовища (природно-кліматичних і технологічних фак-

    торів, грунтів і т.д.) і якості захисту (покриттів, електрохімічного захисту, пригнічення).

    Потім з використанням комп'ютерних експертних систем приймається технічне рішення. Однак жодна з існуючих методик в повній мірі не відображає всіх складових ризику трубопроводів, що експлуатуються в умовах гірського рельєфу. Потрібні додатковий обсяг інформації про негативні процеси, що впливають на безпеку системи, розробка моделей, точно описують ці процеси, і облік цих додаткових факторів при оцінці безпеки елементів трубопроводу.

    За результатами дослідження процесів, що відбуваються в магістральному трубопроводі з плином часу під впливом різних деградуючих факторів, в СКГМІ (ГТУ) запропонована методика, в значній мірі враховує зазначені вище фактори. Алгоритм методики представлений на малюнку.

    Відповідно до цього алгоритмом визначено етапи виконання роботи.

    1. Збір даних. Для ефективної оцінки ризику необхідні дані за станом металу, напруженого стану (розрахунковому), характеристикам середовища. Джерелами для отримання є статистика по галузі, проектна документація, дані обстежень методами НК і інженерно-геологічного моніторингу.

    2. Систематизація баз даних. Визначення критеріїв оцінки. Систематизація баз даних і встановлення критеріїв оцінки ризику стосовно до трубопровідних систем не є новим завданням. Існує значна кількість методик і програмних комплексів, що застосовуються або рекомендованих до застосування в транспортують організаціях. Прийняті в них критерії загальновизнані і не ставляться під сумнів, проте зважаючи на наявність що не враховуються в них факторів, що впливають на ступінь ризику, потрібно встановлення додаткових критеріїв ризику.

    3. Ймовірносно-статистичний аналіз. Аналіз ризику на основі отриманих критеріїв проводиться за допомогою програмного комплексу Slider Office або аналогічного йому. В якості основного підходу при розрахунку ризиків використовується добре відома модель бальної оцінки різних факторів впливав-

    ня. Фактори об'єднані в групи, яким приписані вагові коефіцієнти. За досить простими формулами розраховуються індекси ризику аварії (технологічний ризик), наслідків аварії (екологічний ризик) і сумарного ризику.

    4. Ранжування елементів за ступенем ризику. Ухвалення рішення по критичним елементам. Ранжування проводиться з метою визначення елементів, найбільш схильних до відмов, і елементів, відмова на яких призведе до найбільш тяжких наслідків. Рішення по найбільш критичним еле-

    ментам можуть бути наступні: негайна заміна, плановий ремонт, додаткові дослідження, експлуатація.

    5. Визначення напружено-деформованого стану (НДС) для найбільш небезпечних ділянок. Для елементів, щодо яких прийнято ре-ня про додаткові дослідженнях, необхідно розробити методику проведення цих досліджень. З цією метою проводиться логічне і експериментальне моделювання процесів, що відбуваються в елементі системи (малюнок).

    ±

    Об'єкт - елемент трубопровідної системи

    аналіз літератури

    X

    аналіз документації

    т

    База даних по відмовах трубопроводів

    Методи НК геоінженерних моніторинг

    г 1 г

    Бази даних стану елемента

    Так

    Алгоритм управління ризиками трубопровідної системи

    З численних досліджень встановлено, що на швидкість корозії і схильність до стрес -коррозіонному руйнування істотно впливають параметри середовища. Наприклад, швидкість вугле-кислотної корозії в значній мірі визначається парціальним тиском СО2, рН середовища і тим-

    температур [2-6]. Для визначення ступеня ризику необхідно мати дані про наступні параметри: тип грунтових вод; структурі грунту; насиченні грунту біологічними газами; утрудненому доступі кисню до опорної частини; підвищеному гідростатичному тиску грунтових вод і грунту засипки;

    ділянках з високоомними подстилающими грунтами; непостійність радіусу зони протаивания грунту; катодному екранування продуктами корозії, водневими бульбашками.

    Всі ці параметри мають кількісну оцінку і піддаються вимірам існуючими геофізичними контрольно-вимірювальними приладами. Отримані дані використані при моделюванні умов роботи металу в трубі. Розроблено лабораторну установку, що складається з елемента труби, спеціального навантажувального пристрою і корозійної осередки.

    Принципово важливою особливістю даної методики є моделювання пружної енергії, що перекачується. Досягається це за допомогою спеціально розрахованої жорсткої вставки з поверхневою прорізом. Установка дозволяє моделювати понад 30 факторів середовища, умов і флуктуацій навантаження, характеристик продукту, що перекачується. До безперечних переваг даної методики відноситься також те, що її можна застосовувати до зразків з труб великого діаметру. Завдяки цьому в повній мірі враховується такий принципово важливий для моделювання процесу параметр, як масштабний фактор.

    Були отримані комбінації чинників, при яких можливе руйнування внаслідок стрес-корозії, ЕХК, деградації металу і т.д. Варіація різних факторів дає матрицю ризику, що дозволяє виявити найбільш небезпечні ділянки. Так як з даної матриці видно фактори, що впливають на рівень ризику, вона дозволяє оператору прийняти рішення про комплекс заходів щодо зниження рівня ризику.

    література

    1. Саакіян Л.С., Єфремов А.П. захист нефтегазопроми-

    слового обладнання. М., 1982.

    2. Оводів А.І. Дослідження корозійного і ЕлектроХіт-

    мического поведінки стали в системі електроліт-вуглеводень при підвищеному тиску СО2: Авто-реф. дис ... канд. техн. наук: М., 1969.

    3. Оводів А.І. // РНТС ВНІІОЕНГ. Сер. Корозія і за-

    щита в нафтогаз. промисловості. 1972. Вип. 2. С. 5.

    4. Стєклов О.І. Система моніторингу та оцінки ресурсу

    магістральних нафтогазопроводів. Основи технології, механо-корозійної міцності, захисту та моніторингу зварних нафтогазових споруд. М., 2005. С. 95.

    5. Кузнєцов В.П. // РНТС ВНІІОЕНГ. Сер. корозія і

    захист в нафтогаз. промисловості. 1978. Вип. 6. С. 9

    6. Кузнєцов В.П., Чорна Н.Г. // РНТС ВНІІОЕНГ. сер.

    Корозія і захист в нафтогаз. промисловості. 1980. Вип. 8. С. 2.

    Північно-Кавказький гірничо-металургійний інститут

    (.Государственний технологічний університет), м Владікавказ_28 листопада 2006 р.


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити