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

16 июл 2018


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
Статья планируется к публикации в седьмом номере журналаф

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

Федеральные новости

Региональные новости