Повышение стойкости трубопроводных систем к повреждениям транспортных узлов при развитии аварийных ситуаций


Аннотация:

Рассмотрены особенности функционирования трубопроводных систем при развитии процесса повреждения структурных элементов. Блокировкой транспортного узла называется повреждение, при котором дальнейшая доставка целевого продукта через этот узел становится невозможной. Такое событие равнозначно одновременному переходу в состояние неработоспособности всех трубопроводов, сходящихся в этот узел. Если узлы транспортной системы блокируются последовательно и в случайном порядке, то указанный сценарий развития аварийной ситуации рассматривается как прогрессирующая блокировка. Если в ходе этого процесса возможности внутрисистемного перераспределения транспортных потоков оказываются исчерпанными, то происходит отключение от источника сначала некоторой части, а затем и всех потребителей целевого продукта.

Характеристикой процесса прогрессирующей блокировки является показатель стойкости Fx, представляющий собой среднюю долю узлов системы, последовательная блокировка которых в случайном порядке приводит к отключению от источника всех потребителей целевого продукта. Для заданной сетевой структуры значение Fx устанавливается при помощи метода имитационного компьютерного моделирования.

Рассмотрены сетевые структуры с топологией «дерево» и дана оценка их стойкости к прогрессирующей блокировке. Показано, что такие системы характеризуются низкой способностью противостоять развитию этого процесса. Повысить стойкость систем к повреждениям возможно за счет включения в их состав реверсных линейных элементов, соединяющих между собой потребителей целевого продукта. Наибольший положительный эффект достигается при формировании в составе сетевой структуры клики, т.е. полного подграфа, числа вершин у которого соответствует числу потребителей целевого продукта.

Установлено, что процесс прогрессирующей блокировки транспортных узлов является весьма разрушительным по отношению к действующим трубопроводным системам, поэтому возможность противостоять его развитию за счет структурных трансформаций системы оказывается ограниченной.


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. Moran S. Process Plant Layout. URL: https://www.elsevier.com/books/process-plant-layout/moran/978-0-12-803355-5 (дата обращения: 15.03.2019).
  2. Okyere M.S. Corrosion Protection for the Oil and Gas Industry: Pipelines, Subsea Equipment and Structures. URL: https://www.crcpress.com/Corrosion-Protection-for-the-Oil-and-Gas-Industry-Pipelines-Subsea-Equipment/Okyere/p/book/9780367172800 (дата обращения: 15.03.2019).
  3. Bahadori A. Termal Insulation Handbook for the Oil, Gas and Petrohemical Industries. URL: https://www.elsevier.com/books/thermal-insulation-handbook-for-the-oil-gas-and-petrochemical-industries/bahadori/978-0-12-800010-6 (дата обращения: 15.03.2019).
  4. Verde C., Torres L. Modeling and Monitoring of Pipelines and Networks: Advanced Tools for Automatic Monitoring and Supervision of Pipelines. URL: https://b-ok.org/book/2941913/dc90da (дата обращения: 15.03.2019).
  5. Evans E.P., Coulbeck B. Pipeline Systems. URL: https://www.springer.com/us/book/9780792316688 (дата обращения: 15.03.2019).
  6. Ellenberger J.P. Piping and Pipeline Calculations Manual: Construction, Design, Fabrication and Examination. URL: https://torrentz.run/torrent/12617255/Piping_and_Pipeline_Calculations_Manual_-_Construction__Design_F (дата обращения: 15.03.2019).
  7. Кристофиденс Н. Теория графов. Алгоритмический подход. — М.: Мир, 1978. — 432 с.
  8. Тарарычкин И.А. Защита от повреждения сетевых структур систем трубопроводного транспорта// Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. — 2017. — № 6. — C. 17–21.
  9. Тарарычкин И.А., Блинов С.П. Имитационное моделирование процесса повреждения сетевых трубопроводных структур// Мир транспорта. — 2017. — Т. 15. — № 2. — C. 6–19.
  10. Тарарычкин И.А. Структурный синтез трубопроводных транспортных систем, стойких к повреждениям линейных элементов// Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. — 2017. — Вып. 1 (107). — С. 96–106.
  11. Moon J.W., Moser L. On cliques in graphs// Israel Journal of Mathematics. — 1965. — Vol. 3. — P. 23–28. DOI: 10.1007/BF02760024
  12. Харари Ф. Теория графов. — М.: Мир, 1973. — 300 с.
  13. Тарарычкин И.А., Блинов С.П. Особенности повреждения сетевых структур и развития аварийных ситуаций на объектах трубопроводного транспорта// Безопасность труда в промышленности. — 2018. — № 3. — С. 35–39. DOI: 10.24000/0409-2961-2018-3-35-39
  14. Тарарычкин И.А. Стойкость систем трубопроводного транспорта к повреждениям узловых элементов сетевой структуры// Безопасность труда в промышленности. — 2018. — № 6. — С. 63–68. DOI: 10.24000/0409-2961-2018-6-63-68

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

DOI: 10.24000/0409-2961-2019-5-27-32
Год: 2019
Номер журнала: Май
Ключевые слова : структура система стойкость трубопровод повреждение блокировка узел
Авторы:
  • Тарарычкин И.А.
    Тарарычкин И.А.
    д-р техн. наук, проф., donbass_8888@mail.ru Луганский национальный университет им. В. Даля, Луганск, Украина