Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Анализ технического состояния подводных переходов 14
1.1 Современные подходы к решению задач обеспечения надежности и безопасности подводных переходов 14
1.2 Анализ объекта исследования - подводных переходов магистральных трубопроводов 17
1.2.1 Исследование технического состояния подводных переходов 23
1.2.2 Причины возникновения аварийных ситуаций 26
1.2.3 Последствия аварий на подводных переходах 29
1.2.4 Существующие способы повышения надежности подводных переходов 31
1.2.5 Использование существующих методов сооружения подводных переходов 32
1.2.6 Состояние нормативной базы проектирования подводных переходов и типичные ошибки при их проектировании 33
ГЛАВА 2 Анализ способов оценки технического состояния подводных переходов 38
2.1 Анализ способов формирования надежности подводных переходов 38
2.2 Организация мониторинга состояния подводных переходов магистральных трубопроводов 42
2.3 Формирование информационной базы 44
2.4 Контролепригодность основной и резервной ниток подводного перехода 48
2.5 Расчет показателя надежности резервируемых систем трубопроводов 51
2.5.1 Надежность основной нитки подводного перехода 54
2.5.2 Надежность систем с нагруженным резервированием 58
ГЛАВА 3 Модель оценки технического состояния подводных переходов 64
3.1 Подходы к формированию модели 64
3.2 Выбор способа отображения модели 68
3.3 Критерии, определяющие техническое состояние подводных переходов 73
3.5 Метод определения индекса технического состояния подводных переходов 78
ГЛАВА 4 Мероприятия повышения безопасности подводных переходов 109
4.1 Строительно-ремонтные методы обеспечения безопасности подводных переходов 109
4.1.1 Восстановление бронирующего слоя грунта 110
4.1.2 Берегоукрепление створа подводного перехода 110
4.1.3 Вывод подводных переходов в ремонт 112
4.2 Техническое обслуживание и ремонт подводных переходов для обеспечения требуемого уровня их безопасности 115
4.3 Организационные методы обеспечения безопасности подводных переходов 117
4.4 Принятие решений по обеспечению безопасности подводных переходов 118
4.5 Выбор приоритетов по обеспечению безопасности подводных переходов 124
Библиографический список 131
- Анализ объекта исследования - подводных переходов магистральных трубопроводов
- Организация мониторинга состояния подводных переходов магистральных трубопроводов
- Критерии, определяющие техническое состояние подводных переходов
- Техническое обслуживание и ремонт подводных переходов для обеспечения требуемого уровня их безопасности
Введение к работе
Актуальность темы диссертации
Территория Беларуси является наиболее коротким путем для транспортирования российских углеводородных энергоносителей в страны Европы, поэтому она насыщенна трубопроводными коридорами. Ввиду высокой обводненности территории Республики Беларусь трубопроводы пересекают вес важнейшие водные артерии страны. При разгерметизации подводного перехода (ПП) трубопровода перекачиваемый продукт попадает непосредственно в водный объект и оказывает сильное негативное воздействие на окружающую среду. Более половины ПП Беларуси сооружено в начале 70-х годов и на сегодняшний день выработали свой амортизационный срок эксплуатации, в связи с чем возникает необходимость решения задачи обеспечения безопасности их дальнейшей эксплуатации, что определяет актуальность данного исследования.
Связь работы с крупными научными программами, темами
Тема диссертационной работы была включена в научные планы УО «Полоцкий государственный университет» в период 2005-2010 гг.
Тема диссертации соответствует п. 7.2. «Обеспечение безопасности и эффективности транспорта углеводородных энергоносителей и продуктов их переработки» приоритетных направлений фундаментальных и прикладных научных исследований Республики Беларусь на 2006-2010 годы (постановление Совета министров Республики Беларусь№ 512 от 17.05.2005).
Цель и задачи исследования. Цель исследования - создание методики оценки технического состояния ПП магистральных трубопроводов, основанной на комплексной системе мониторинга, моделировании условий эксплуатации и характеристик ПП.
Дня достижения поставленной цели в диссертационной работе должны быть решены следующие задачи:
1. Проведение анализа современного состояния ПП, выявление и формирование совокупности факторов, влияющих на их надёжность.
Разработка модели ПП магистральных трубопроводов, отображающей влияние конструктивных особенностей перехода, условий и режимов их эксплуатации на техническое состояние ПП.
Создание на основе разработанной модели ПП критерия оценки технического состояния ПП и проведение на его основе оценки технического состояния ПП Беларуси, находящихся в эксплуатации.
Разработка алгоритма определения приоритетов технического обслуживания и ремонта подводных переходов для обеспечения безопасности их эксплуатации.
Объектом исследования является подводный переход магистрального трубопровода.
Научная новизна. Разработана методика оценки технического состояния ПП магистральных трубопроводов, основанная на математическом анализе экспертных оценок, полученных с помощью комплексной системы мониторинга и моделирования условий эксплуатации и характеристик ПП.
Разработан алгоритм выбора решений, направленных на повышение безопасности эксплуатации ПП, основанный на расчете индекса технического состояния каждого ПП, ранжировании ПП по индексу технического состояния, выборе ПП с наиболее высокими значениями индекса и направлении превентивных мероприятий для обеспечения безопасности эксплуатации выбранных ПП.
Практическая ценность. Результаты диссертационной работы использовались при выполнении хоздоговорной темы: Переработка Деклараций безопасности «Гомельтранснефть «Дружба» (договор ХД 21-218 по заказу Гомельского республиканского унитарного предприятия по транспорту нефти «Гомельтранснефть «Дружба», время выполнения 1.03.2009-31.12.2009).
Разработанная методика позволяет предприятиям, эксплуатирующим ПП, производить планирование финансирования технического обслуживания и ремонта ПП на следующий расчетный период.
Положения, выносимые на защиту
Научное обоснование сформированной и упорядоченной совокупности факторов воздействия, имеющих различную природу, на техническое состояние ПП магистрального трубопровода.
Модель для оценки технического состояния ПП, позволяющая производить учет влияния факторов, влияющих на надежность ПП и её научно-методологическое обоснование.
Методика оценки технического состояния ПП магистральных трубопроводов, основанная на математическом анализе экспертных оценок, полученных с помощью комплексной системы мониторинга и моделирования условий эксплуатации и характеристик ПП.
Апробация результатов диссертации. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях:
Ш Научно-технической конференции «Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта» (г. Минск, 18-21 сентября 2000 г.);
VII Республиканской научной конференции студентов и аспирантов Беларуси НИРС-2002 (г. Витебск, 10-11 ноября 2002г.);
П Международной научно-практической конференции «Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация» (г. Минск, 23 - 25 июля 2003 г.);
IV Научно-технической конференции «Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта» (г. Новополоцк, 4-7 ноября 2003 г.);
Ш Международной научно-практической конференции «Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация» (г. Минск, 5-8 июня 2005 г.);
II Международном экологическом симпозиуме в городе Полоцке «Региональные проблемы экологии: пути решения» (г. Полоцк, 1 сентября 2005 г.);
Учебно-научно-практической конференции (г. Уфа, 5-8 мая 2007 г.);
V Научно-технической конференции «Надежность и безопасность магистрального трубопроводного транспорта» (г. Новополоцк, 7 -9 июня 2006 г.);
Ш Международном экологическом симпозиуме в городе Полоцке «Региональные проблемы экологии: пути решения» (г. Полоцк, 3 сентября 2006г.);
10. IV Международной научно-практической конференции «Чрезвы-
чайные ситуации: предупреждение и ликвидация» (г. Минск, 5-7 мая 2007 г.);
IV Международном экологическом симпозиуме в городе Полоцке «Региональные проблемы экологии: пути решения» (г. Полоцк, 21—23 ноября 2007 г.);
Международной научно-практической конференции «Техника и технологии: инновации и качество» (г. Барановичи, 23 -24 ноября 2007 г.);
13. VI Научно-технической конференции «Надежность и безопасность магист
рального трубопроводного транспорта» (гНовополоцк, 11-14 декабря 2007 г.);
14. Международной научно-технической конференции «Прочность и надеж
ность магистральных трубопроводов» МТ-2008 (г. Киев, Украина, 5-7 июня 2008 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ, в том числе 1 статья в журнале, входящем в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий в соответствии с требованиями ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации и 4 статьи в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий в соответствии с требованиями ВАК Беларуси.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов. Работа изложена на 140 страницах, включает 24 иллюстрации, 14 таблиц. Библиография включает 61 литературный источник.
Анализ объекта исследования - подводных переходов магистральных трубопроводов
Проблеме надежности ПП уделялось и уделяется пристальное внимание ученых, работающих в сфере трубопроводного транспорта.
Важные результаты в создании принципов формирования качества сооружения ПП были получены ведущими учеными отрасли, из которых необходимо отметить работы Березина В.Л., Бородавкина П.П., Иванцова О.М., В.Д. Черняева, К.В. Черняева, Забелы К.А., Шадрина.О.Б., Г.Г. Васильева, Харионовского В.В., Гумерова А.Г. и других, на чьи результаты автор опирался в своих исследованиях.
В работе В.Д. Черняева, К.В. Черняева, В.Л. Березина, Г.Г. Васильева и др. [33] производится наиболее полный анализ надёжности трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов на этапе эксплуатации.
В работах Березина Л.В., Зоненко В.И., Кима Б.И. [4. и 15] Изложены математические методы обработки статистической информации, полученной по данным эксплуатации трубопроводов. Дан анализ основных причин отказов линейной части нефтепродуктопроводов на 1985г. Описаны методы прогнозирования продолжительности наработки па отказ, времени восстановления трубопровода, линейного размера продольных разрушении труб, а также объема аварийной утечки транспортируемого продукта. Однако в работе не выделены участки с отличными условиями эксплуатации, в т.ч. участки ГШМН.
В работе Харионовского В.В. [37] изложены современные концепции, критерии, методы расчетов и натурных исследований газопроводов, посвя 15 щенные изучению новой и практически важной проблемы их надежности и ресурса. Проблема рассмотрена для наиболее сложных участков газопроводов, в том числе подводных переходов, подземных прокладок в условиях мерзлых грунтов и болот, технологических трубопроводов КС и ГРС. Уделено внимание вопросам диагностики и оценки работоспособности участков трубопроводов, имеющих дефекты. Представлены инженерные методики и технические решения по повышению надежности газопроводных конструкций. Использованы материалы, составленные по результатам 25-летней работы автора и его школы в газовой промышленности. Касательно ПП, основное внимание в работе уделяется новым подходам в сооружении ППМГ, поиску инженерных решений по обеспечению надежности ППМГ, проекту сооружения перехода газопровода Россия-Турция через Черное море «Blue Stream».
Работа Забелы К.А. [12] посвящена описанию способов ликвидации аварий и ремонта ПП. Выработаны способы увеличения надежности ПП путем укрепления его береговой части.
В работе Половко A.M. [30] производится анализ основных понятий теории надежности, их количественных характеристик. Основное внимание отводится надежности элементов сложных систем при общем и раздельном резервировании системы.
В работе Курочкина В.В., Малюшин Н.А., Степанов О.А., Мороз А.А. [20] уделяется большое внимание дефектам трубопроводов и их влиянию на эксплуатационную надежность нефтепроводов.
В работе Сорина ЯМ. [34] рассматриваются вопросы физической сущности надёжности, от правильного понимания которых во многом зависит её практическое обеспечение. Большое внимание уделяется физике отказов, старения материалов и зависимости надежности от условий эксплуатации.
Работа Биргера И. А. [5] посвящена теоретическим основам технической диагностики. В ней изложены статистические методы распознавания и разделения в пространстве признаков, метрические и логические методы диагностики. Значительное внимание уделено теории информации и ее приложению к задачам диагностики.
В работе Яковлева Е.И. и Барыбина В.Н. [43] много внимания уделяется технической диагностике трубопроводных систем, оценке их работоспособности и выбору распознаванию аварийных состояний элементов трубопроводных систем.
Работа Ионин Д.А., Яковлев Е.И. [17] посвящена повышению эффективности и надежности работы магистральных газопроводов. Рассмотрены вопросы построения технической диагностики газопроводов, организации контроля, методы оценки текущего состояния участков газопроводов, прогнозирование его изменения для планирования профилактических работ, создание автоматизированной системы газопроводов.
В работе Зоненко В.И., Ким Б.И., Яковлев Е.И., Шибнев А.В. [14] изложены принципы построения вероятностных моделей прогнозирования показателей экологической и эксплуатационной надежности нефте- и продукто-проводов на основе данных их отказов. Приведены примеры конкретного расчета указанных параметров. Предложена двухстадийная схема разрушения линейной части трубопровода. Построена математическая модель проверок по обнаружению повреждений и неисправностей. Разработаны алгоритмы определения оптимальных графиков проверок при различной степени полноты информации о надежности объекта обслуживания и расчет рациональной периодичности осмотров трубопровода.
В работах Strutt J.E., Stead J.P., Billinghan J. [2] рассматривается применение ЭВМ для оценки надежности проектируемых трубопроводов. Однако для анализа используются устаревшие алгоритмические языки ФОРТРАН и ПАСКАЛЬ.
В работах Honegger D.J., Nyman D.J., Nyman K.J. [1] рассматриваются усталостные повреждения поверхностей нефтепроводов, обусловленные обтеканием их капельными и газообразными жидкостями. В работе Гумерова А.Г., Векштейна М.Г., Журавлева Г.В., Фарфеля С.Я. [10] произведен обзор по основным направлениям развития отрасли. Показана необходимость учета фактора надежности на всех уровнях планирования: оперативно-диспетчерском, текущем, при прогнозировании и перспективном планировании.
В приведенных работах поднимался вопрос об актуальности проблемы надежности 1111, однако вопросам количественной оценки надежности подводных переходов с учетом неопределенности параметров их эксплуатации, накладываемых на неопределенность параметров качества, заложенных в ПП на этапах проектирования и сооружения, уделялось значительно меньше внимания.
Для постановки целей исследования необходимо рассмотреть причины аварийных ситуаций и тяжесть их последствий, проанализировать существующие способы повышения надежности 1111, рассмотреть использование как существующих, так и передовых методов сооружения ПП, ошибки в проектировании и состояние нормативной базы.
Организация мониторинга состояния подводных переходов магистральных трубопроводов
Одним из новых технологических решений при сооружении подводных переходов в настоящее время является сооружение подводных переходов методом направленного бурения. Преимущества бестраншейного способа прокладки трубопроводов под реками по сравнению с традиционным (траншейным) способом складываются из следующих факторов [12]: - высокая надежность перехода достигается тем, что глубина заложения трубопровода гарантирует отсутствие внешних воздействий и находится вне русловых изменений; - экологическая безопасность обеспечивается и при строительстве, и при эксплуатации трубопровода так как в течении строительно монтажных работ не затрагивается береговая и русловая часть водо ема, в зоне строительных работ находится минимальное количество машин и механизмов, при аварии эксплуатируемого трубопровода ис ключается попадание в водоем перекачиваемого продукта.
В тоже время способ сооружения подводных переходов направленного бурения не является идеальным в области охраны окружающей среды, так как данный метод связан со своими специфическими видами техногенных воздействий. Кроме того, в настоящее время не существует разработанных способов ремонта ПП, сооруженных таким методом.
Состояние нормативной базы проектирования подводных переходов и типичные ошибки при их проектировании
В настоящее время при контроле качества строительно-монтажных работ и эксплуатации подводных переходов руководствуются нормативными документами. Однако, несмотря на внушительный перечень, проблема обеспечения безопасности подводных переходов не решена, что связано со следующими недостатками: - толщина стенки трубы подводного перехода определяется без учета максимального коррозионного износа на весь срок эксплуатации трубопровода и остаточной прочности металла. Увеличение толщины стенки, вызванное таким подходом, весьма незначительно отразится на общих затратах при строительстве подводного перехода. В то же время фактическая долговечность подводного перехода газопровода будет соответствовать расчетной; - к свойствам металла труб (прочность, усталостная прочность, ударная вязкость, коррозионная стойкость, свариваемость и др.), предназначенных для строительства подводного перехода трубопровода не предъявляются требования, определяемые конкретными параметрами каждого отдельного подводного перехода; - к свойствам защитного покрытия труб для сооружения трубопроводов через водные преграды не предъявляются повышенные требования по прочности, водостойкости, долговечности, стойкости к механическим воздействиям; - при проектировании и изысканиях не составляется прогноз гидроморфологических изменений в приурезной зоне, в поймах рек и их русловой части; - новые подводные переходы магистральных трубопроводов проектируются в подводных траншеях или по дну реки (по укоренившимся традициям), в то время как их целесообразно прокладывать под руслом реки на 5-10м ниже отметок дна с использованием бестраншейных технологий. Это полностью исключит зависимость эксплуатации подводного перехода от русловых деформаций; - при проектировании переходов магистральных трубопроводов через преграды не проводится анализ эффективности альтернативных методов, влияющих на безопасность переходов через водные преграды (конструкция "труба в трубе", применение метода направленного бурения, прокладка резервной нитки и т.д.).
Таким образом, устранение вышеприведенных недостатков в нормативной базе позволит повысить уровень надежности эксплуатации подводных переходов магистральных трубопроводов.
Выполненный анализ показал, что в настоящее время концепция обеспечения безопасности магистральных трубопроводов рассматривается только с точки зрения формирования нормативных свойств трубопроводных конструкций по конечным эксплуатационным критериям и количественной оценке таких свойств по заданным конструктивным и технологическим показателям. При этом математическим аппаратом анализа являлась статистическая теория вероятностей, использующая в качестве своей информационной базы ретроспективные сведения об отказах трубопроводных конструкций. Однако статистика от 35 казов, будучи основным источником информации для оценки надёжности трубопроводов, была лишь сигналом обратной связи, дающим представление о том, насколько исходные материалы строительства, конструктивные и, реже -технологические решения, обеспечили требуемые показатели надежности. Это обстоятельство привело к тому, что отраслевая наука о надёжности магистральных трубопроводов достигла кажущегося насыщения, исчерпала свои методологические резервы и определила круг задач, неразрешимых в рамках классических теорий и традиционных методов расчета [19].
Принципиальный выход из создавшегося положения видится в реализации системного подхода к проблеме, основывающегося на комплексных решениях по оптимальному управлению качеством и надёжностью трубопроводного строительства и эксплуатации. С этой точки зрения не ретроспективные данные (даже в больших статистических массивах), а расчет и прогнозирование возможного развития технологических процессов в реальных условиях строительства, технологическое обеспечение заданных показателей качества, специальная организация контроля и испытаний (обеспечивающих требуемые гарантии нормированных свойств), гибкая регламентация условий эксплуатации ірубо-проводных конструкций (с дифференцированием их по конструктивно-технологическим, гидрогеологическим и другим признакам) - являются необходимой основой для формирования оправданного уровня надёжности конструкций магистральных трубопроводов.
Одним из основных направлений исследований в области конструктивной надёжности магистральных трубопроводов было предложено считать прогнозирование их эксплуатационной надёжности по результатам статистического контроля качества в процессе строительства [26]. По заданному уровню эксплуатационной надежности формируются требования к качеству исходных материалов (труб, изоляции, электродов и т.д.), проектных решений (типу прокладки, выбору места прокладки и т.д.), качестве строительства и культуре эксплуатации.
Именно в процессе строительства формируется начальный уровень качества трубопровода, в значительной мере определяющий дальнейшее поведение трубопровода при эксплуатации. Магистральный трубопровод как система эффективен в том случае, если качество, заложенное в его проект, сохраняется в течение всего времени, установленного для эксплуатации этой системы. Условия эксплуатации трубопровода существенно отличаются от тех условий, которые рассматриваются на стадии проектирования, поэтому параметры функционирования трубопровода оказываются далекими от расчетных значений. В связи с этим не всегда обеспечен необходимый уровень надёжности при эксплуатации трубопроводов и, как следствие, возникают отказы на действующих трубопроводах из-за невыполнения требований к их качеству в период строительства.
Критерии, определяющие техническое состояние подводных переходов
Уровень технического состояния ПП зависит от совокупного действия большого количества факторов, имеющих различную природу. Прямое действие отдельного фактора в ряде случаев допускает качественную оценку его влияния на техническое состояние ПП, однако решение даже этой задачи в ряде случаев сопряжено с определёнными трудностями. Количественная же оценка технического состояния ПП в условиях совокупного действия всех факторов представляет собой чрезвычайно сложную проблему, хотя для оценки и сравнения уровней технического состояния ПП необходимо использовать именно такую количественную оценку, построенную на учёте совокупного действия всех факторов. В качестве такой оценки може г быть использован некий критерий, который сможет выступать как «индекс технического состояния» (ИТС) рассматриваемого ПП.
В рамках решаемой задачи ИТС ПП рассматривается как величина, непосредственно связанная с надёжностью ПП. Как было показано [24,], надёжность подводных переходов зависит от разнообразных факторов, имеющих различную физическую сущность, При этом влияние некоторой доли факторов может быть описано детерминированными зависимостями, а часть факторов носят стохастический характер. В этих условиях построение строгих аналитических зависимостей, основанных на детерминированных соотношениях, является проблематичным. В подобных случаях находит применение метод балльной оценки [25], [27], [29], на основе которого может быть создан упрощённый алгоритм для определения экспресс-оценки технического состояния ПП, характеризующего надёжность ПП.
Суть метода состоит в выявлении факторов, влияющих на показатель надёжности подводного перехода и, с помощью системы баллов, назначенных каждому из факторов влияния, осуществлении многофакторной оценки их совместного влияния. При использовании метода балльных оценок предполагаемые воздействия на подводный переход идентифицируются как «факторы влияния». Близкие по своей природе факторы объединяются в «группы факторов влияния», а внутри каждой группы однородные факторы распределяются по «подгруппам факторов влияния» Общий вид такой структуры представлен на рисунке 3.5.
Анализ конструкций и условий залегания ПП, данных по отказам и авариям на ПП, учёт опыта их эксплуатации и особенностей русловых процессов, а также других условий, действующих на протяжении жизненного цикла ПП, позволили выявить основные факторы влияния, которые воздействуют на техническое состояние ПП [24]. Все эти факторы, организованные в соответствии со структурой, указанной на рисунке 3.1 приведены в таблице 3.1. В первой колонке таблицы указаны группы факторов влияния, во второй - подгруппы, составляющие группы факторов, в третьей колонке - непосредственно факторы, влияющие на показатель ИТС ПП. Таблица 3.1 - Перечень факторов, влияющих на ИТС
МрпЗ. Деформации русла (плановые и глубинные) МрпЗ.1. Тип руслового процесса (степень ме-андрированности реки) Основная проблема, которая должна быть решена при использовании данного метода, состоит в обосновании полноты учёта факторов влияния и определении количественных значений весовых коэффициентов и балльных оценок величин, характеризующих факторы влияния.
Полнота учета факторов влияния, представленных в табл. 3.1, обоснована на предыдущих этапах исследования [24]. В табл. 3.1 указаны также направления векторов величин, характеризующих признаки каждого из приведённых факторов.
Квантификация «ИТС ПП» Общее значение ИТС ПП определяется как среднее арифметическое суммирования произведений весового балла каждого фактора G на балл признака Q:
Воздействия отдельного конкретного фактора F на ИТС ПП происходит ввиду того, что данный фактор обладает признаками Q, которые влияют па техническое состояние ПП, а степень этого влияния зависит от того, какова мера проявления этого признака. Например, степень влияния фактора И3.2. «Минимальное заглубление трубопровода в дно реки» (см. табл. 3.1) зависит от такого признака Q, как глубина траншеи, в которую был помещён трубопровод. Направление вектора этой величины очевидно: увеличение глубины заложения способствует повышению надёжности ПП. В соответствии с диапазоном величин, характеризующих указанный признак фактора «Глубина залегания трубопроводов» может быть назначена шкала значения баллов, где каждому интервалу диапазона шкалы значения признака будет присвоена своя балльная оценка. А такой фактор влияния как, например, И3 -і «Наличие защитного кожуха» (см. табл. 3.1) могут характеризоваться признаками, имеющими качественную оценку: признак фактора состоит в том, действие фактора проявляется или нет. Вектор этого воздействия определяется характером самого фактора. В рассмотренном примере наличие защитного кожуха способствует повышению надёжности ПП.
Таким образом, для ряда факторов их признаки могут быть выражены в виде шкалы численных величин, характеризующих эти признаки. При этом, величина «цены деления» этой шкалы должна зависит от значимости фактора. У сильновлияющих факторов «цена деления» шкалы должна меньшей, чем у слабовлияющих факторов, то есть количество признаков назначается в зависимости от значимости фактора. В то же время, как было показано, существуют факторы, для выражения которых достаточно использования качественных характеристик.
Назначение весовых баллов групп факторов
Значения весовых коэффициентов каждого фактора определялись по методу априорного ранжирования. С этой целью составлены опросные листы и проведен опрос 8 специалистов, компетентных в исследуемой области. В опросных листах экспертам было предложено проставить ранги каждому фактору влияния по принципу: чем важнее воздействие фактора - тем выше присваиваемый ранг. В результате обработки опросных листов составлена матрица опроса (таблица 3).
Техническое обслуживание и ремонт подводных переходов для обеспечения требуемого уровня их безопасности
Вывод подводного перехода трубопровода в ремонт отражается на функционировании всей системы добычи, транспорта и потребления перекачиваемого продукта.
Основными определяющими факторами при решении вопроса о выводе подводного перехода трубопровода в ремонт по данным диагностики являются: состояние подводного конструктивно-технологические особенности перехода, затраты на восстановление, потери от простоя в период восстановления, сроки службы отремонтированных конструктивных элементов. Для каждого комплекса установленных условий осуществления восстановительных работ могут быть указаны наиболее приемлемые технологические процессы восстановления. В соответствии с заданными требованиями на восстановительные работы могут быть определены и оптимальные организационные формы их выполнения. Оптимальный вариант должен отражать конкретные условия, в которых он принимается, и обеспечивать объективное решение рассматриваемой проблемы с точки зрения эффективности эксплуатации. Поэтому можно сказать, что целесообразность принятия того или иного решения определяется на основе сравнения и количественной оценки критериев определяющих: техническое состояние перехода; конструктивные параметры перехода; условия эксплуатации; последствия отказа перехода; последствия вывода перехода в ремонт. При этом техническое состояние перехода может быть определено как предаварийное, требующее ремонта либо работоспособное. Под предаварийным состоянием понимается такое техническое состояние подводного перехода трубопровода, при котором с вероятностью 0.9 в рамках горизонта текущего планирования (1-2 года) возможен отказ. Состояние, требующее ремонта, определяется как состояние, при котором работоспособность подводного перехода трубопровода с вероятностью 0.9 сохранится в пределах горизонта перспективного планирования (5 лет) но не превысит его. Работоспособным состоянием нефтепровода следует назвать такое состояние, когда остаточный ресурс работоспособности подводного перехода трубопровода превысит 5 лет. Пятилетний срок выбран исходя из среднестатистического периода диагностических обследований.
Наиболее характерные предельные состояния, ограничивающие возможность нормальной эксплуатации подводного перехода трубопровода: 1) определяемое несущей способностью из условия прочности (условие образования текучести в основном сечении элементов или условия разрушения при статических, повторно статических и циклических нагрузках); 2) обусловленные наибольшей деформацией прогибами при статических нагрузках, колебаниями при динамических; 3) характеризуемые максимально допустимыми местными повреждениями (деформациями, трещинами, коррозионными язвами и т.д.).
Возможно сочетание нескольких предельных состояний. Таким образом для принятия решений о степени опасности состояния рассматриваемого подводного перехода и определения целесообразности проведения ремонтно-восстановительных работ должны быть обобщены материалы, определяющие проектные, строительные, эксплуатационные параметры подводного перехода трубопровода, данные диагностического обследования и их интерпретации, а также параметры возможного технико-экономического риска, характеризуемого совокупной оценкой ущерба, потерь и затрат, обусловленными проведением плановых и аварийно-восстановительных работ на переходе, изменени- ем производительности и объемов поставки продукта, а также техногенным воздействием на окружающую среду.
Технико-экономической обоснование видов и объемов ремонта с учетом наличия опасных и потенциально опасных дефектов и плотности распределения дефектов по длине трубопровода, технологии производства работ и области применения каждого метода должно осуществляться в соответствии с утвержденными технологическими схемами производства ремонтных работ индивидуально для каждого подводного перехода трубопровода. Ремонтно-восстановительные работы осуществляются в виде капитального ремонта и аварийно-восстановительных работ. Капитальный ремонт осуществляется в плановом порядке с целью восстановления проектных характеристик эксплуатируемого подводного перехода трубопровода.
По характеру выполняемых работ капитальный ремонт может быть связан с ремонтом собственно трубопровода (замена старой и дефектной изоля 115 ции; восстановление стенки трубы и восстановление геометрии трубы; выборочная или полная замена труб), либо с изменением положения трубы, профиля русла и берегоукреплением.
Аварийно-восстановительный ремонт производится по факту возникновения неработоспособного состояния подводного перехода трубопровода и его объемы и технология производства работ определяются характером повреждений.
Планирование выборочного капитального ремонта подводного перехода трубопровода по данным диагностических обследований производи і ся па основе оценки его эффективности. Показатель, характеризующий эффективность капитального ремонта при существующих условиях и ограничениях определяется динамическим характером постановки задачи.
При динамической постановке задачи должен быть проведен анализ функционирования трубопровода за данный промежуток времени при известном плане выборочного капитального ремонта.
Похожие диссертации на Разработка методики оценки технического состояния подводных переходов магистральных трубопроводов Беларуси
