Оценка прочностной надежности магистральных трубопроводов на основе квантильных значений коэффициента запаса прочности


Аннотация:

При оценке прочности и долговечности магистральных трубопроводов наиболее широкое распространение получили детерминированные модели, позволяющие определить запас прочности по разрушающим нагрузкам и сопоставить их с предельно допустимыми (рекомендуемыми) значениями. Основной сложностью реализации данного подхода при оценке прочностной надежности является то, что фактически все исходные величины, входящие в расчетные зависимости данных моделей, имеют случайную природу, но при выполнении расчетов принимаются постоянными. Вследствие случайной природы исходные величины подвержены в большой или меньшей степени рассеиванию, их выборки имеют, как правило, различную длину и ограничены в некоторых пределах, определяемых физическим смыслом каждой конкретной величины. Восстановленные на основе таких выборок законы распределения являются усеченными (цензурированными) как слева, так и справа, что приводит к изменению статистических характеристик распределения. Пределы рассеивания одной и той же случайной величины и, как следствие, законы ее распределения, могут изменяться с течением времени. В ряде случаев выборки входящих в расчетные зависимости случайных величин невозможно отнести ни к одному из известных параметрических законов классической математической статистики. Частотные распределения большинства величин являются не унимодальными, поэтому для корректной обработки таких исходных данных требуются разработка и применение специального математического аппарата.
Принимаемое при выполнении расчетов прочностной надежности допущение о том, что исходные величины, несмотря на свою случайную природу, являются постоянными, приводит к высокой вероятности возникновения серьезных ошибок при расчете количественных показателей прочностной надежности и, как следствие, повышению риска эксплуатации потенциально опасных объектов, к которым относятся магистральные трубопроводы.
Указанные ошибки можно избежать, если при выполнении расчетов критериев прочности в качестве исходных данных применять случайные величины и соответствующие законы их распределения. Выполнение таких расчетов требует совершенствования существующих и разработки новых вероятностных методов, позволяющих оценивать прочностную надежность магистральных трубопроводов как на стадии проектирования, так и эксплуатации с учетом специфики рассматриваемых объектов.

С.Л. Голофаст, д-р техн. наук, проф., trasser@inbox.ru ООО «Газпром проектирование», Санкт-Петербург, Россия


Подпишитесь чтобы читать статьи полностью

Год за

16 848 р.

Подписаться
Подписка - это:
  • Возможность читать полные тексты статей за последние 3 года (недоступны без подписки)
  • Свежий номер до его печатного издания
  • Удобное чтение с любого типа устройств (Компьютеры, планшеты, смартфоны)
Список литературы:

1. СНиП 2.05.06—85*. Магистральные трубопроводы. — М.: ФГУП ЦПП, 2005. — 60 с.
2. СТО Газпром 2-2.3-112—2007. Методические указания по оценке работоспособности участков магистральных газопроводов с коррозионными дефектами. — М.: ООО «Информационно-рекламный центр газовой промышленности», 2007. — 68 с.
3. СТО Газпром 2-2.3-361—2009. Руководство по оценке и прогнозу коррозионного состояния линейной части магистральных газопроводов. — М.: ООО «Газпром экспо», 2010. — 40 с.
4. СТО Газпром 2-2.3-750—2013. Критерии вывода участков линейной части магистральных газопроводов в капитальный ремонт. — М.: ООО «Газпром экспо», 2015. — 50 с.
5. Сызранцев В.Н., Новоселов В.В., Голофаст С.Л. Расчет коэффициента запаса в трубопроводах с коррозионными дефектами// Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. — 2011. — № 4. — С. 74–78.
6. РД 23.040.00-КТН-115—11. Нефтепроводы и нефтепродуктопроводы магистральные. Определение прочности и долговечности труб и сварных соединений с дефектами. — М.: ОАО АК «Транснефть», 2013. — 142 с.
7. ASME B31G—2009. Manual for Determing the Remaining Strength of Corroded Pipelines. — New York: The American Society of Mechanical Engineers, 2009. — 56 p.
8. ASME Boiler and Pressure Vessel Code. Sec. VIII. Div. 2. — New York: The American Society of Mechanical Engineers, 2015. — 88 p.
9. O’Connor P.D.T., Kleyner A. Practical Reliability Engineering. — 5th Ed. — John Wiley & Sons, Ltd, 2012. — 485 p.
10. Bertche B., Lechner G. Zuverlässigkeit im Fahrzeug und Maschinenbau. — Berlin: Springer Heidelberg, 2004.
11. O`Connor P.D.T. Practical Reliability Engineering. — New York: John Wiley & Sons, 2001.
12. Черпаков В.В. Разработка методики формирования аварийных запасов труб на примере газопроводов Западной Сибири: дис. … канд. техн. наук. — Тюмень, 2007. — 127с.
13. Филатов А.А., Георге М.С. Влияние условий эксплуатации газопровода на показатели его прочностной надежности// Наука и техника в газовой промышленности. — 2013 — № 2 (54). — С. 75–82.
14. Филатов А.А., Новоселов В.В. Влияние прочностных свойств материала трубы на вероятностные характеристики коэффициента запаса прочности в условиях эксплуатации газопровода// Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. — 2014. — № 4. — С. 80–85.
15. Филатов А.А., Голофаст С.Л. Проблемы оценки прочностной надежности газопроводов// Газовая промышленность. — 2015. — № 7 (725). — С. 45–48.
16. Сызранцев В.Н., Невелев Я.П., Голофаст С.Л. Адаптивные методы восстановления функции плотности распределения вероятности// Известия высших учебных заведений. Машиностроение. — 2006. — № 12. — С. 3–11.
17. Оценка безопасности и прочностной надежности магистральных трубопроводов методами непараметрической статистики/ В.Н. Сызранцев, В.В. Новоселов, П.Н. Созонов, С.Л. Голофаст. — Новосибирск: Наука, 2013. — 178 с.

Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук, сформированный ВАК Минобрнауки России. Публикуются статьи по следующим отраслям и группам научных специальностей: 01.04.00 — физика; 05.26.00 — безопасность деятельности человека; 02.00.00 — химические науки.

Журнал включен в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) и в международные базы данных: Scopus, Chemical Abstracts Service (CAS), EBSCO Publishing, Ulrich's Periodicals Directory.

подробнее