Спосіб визначення залишкового ресурсу об’єкта підвищеної небезпеки та збільшення нормативного терміну його експлуатації

Спосіб визначення залишкового ресурсу об'єкта підвищеної небезпеки (ОПН) та збільшення нормативного терміну його експлуатації, що включає досліджування ОПН та виявлення домінуючих видів пошкоджень, які суттєво впливають на ресурс експлуатації окремих ділянок, вузлів, систем ОПН, за яким визначають ступінь впливу зовнішніх факторів, що в найбільшій мірі впливають на можливість виникнення і розвитку пошкоджень; відображують одержані дані у технічній документації ОПН; розробляють план компенсаційнореабілітаційних заходів, реалізація яких дозволяє U 2 (19) 1 3 рального трубопроводу, які у найбільшій мірі впливають на розвиток домінуючих механізмів видів пошкоджень. В основу пропонованої корисної моделі поставлена задача створення такого способу визначення залишкового ресурсу ОПН та збільшення нормативного терміну його експлуатації, який би був більш інформативним за рахунок одержання даних, щодо характеристик ґрунтів, на яких лежить магістральний трубопровід та визначення характеристик металу магістрального трубопроводу, які у найбільшій мірі впливають на розвиток домінуючих механізмів видів пошкоджень. Поставлена задача вирішується використанням пропонованого способу, який, як і відомий спосіб визначення залишкового ресурсу об'єкта підвищеної небезпеки (ОПН) та збільшення нормативного терміну його експлуатації, включає досліджування ОПН та виявлення домінуючих видів пошкоджень, які суттєво впливають на ресурс експлуатації окремих ділянок, вузлів, систем ОПН, за яким визначають ступінь впливу зовнішніх факторів, що в найбільшій мірі впливають на можливість виникнення і розвитку пошкоджень; відображують одержані дані у технічній документації ОПН; розробляють план компенсаційно-реабілітаційних заходів, реалізація яких дозволяє Оператору ОПН підготувати Декларацію безпеки і одержати від Контролюючого органу дозвіл на подальшу експлуатацію ОПН або дозвіл на продовження терміну експлуатації ОПН у випадку, коли встановлений раніше нормативний термін його експлуатації вичерпаний; оптимізують витрати на обстеження ОПН по критерію економічної доцільності, коли вартість реалізації компенсаційно-реабілітаційних заходів по зменшенню ризику не перевищує вартості наслідків ймовірної аварії і/або відмови при збільшеному ризику, а, відповідно до пропозиції, у процесі дослідження впливу зовнішніх факторів, які в найбільшій мірі впливають на можливість виникнення і на розвиток пошкоджень, на ділянках траси магістрального трубопроводу, виявляють особливості ґрунтів, на яких лежить магістральний трубопровід, а під час визначення характеристик металу магістрального трубопроводу, які у найбільшій мірі впливають на розвиток домінуючих механізмів видів пошкоджень, виконують оцінку рівня пошкодженості матеріалу чи його залишкової міцності. Суть пропозиції пояснюється графічними матеріалами. На Фіг.1 показано частоту розподілу глибини дефектів. На Фіг.2 показано частоту розподілу границі міцності матеріалу труби. На Фіг.3 показано частоту розподілу товщини стінки труби. Приклад. Згідно регламенту експлуатації магістрального газопроводу оцінювали поточний технічний стан його ділянки довжиною 179,5км. Виконали діагностичні обстеження згаданої ділянки магістрального газопроводу. Діагностичні обстеження виконували шляхом інтенсивних вимірювань за допомогою "Цифрового вимірювача різниці потенціалів ИРПЦ-100" (Виробник - ВКФ "Кром", 46135 4 м.Дніпропетровськ). Обстежили рельєф та ґрунти згаданої ділянки траси магістрального газопроводу. Виявили особливості ґрунтів згаданої ділянки, визначали, зокрема рівень ґрунтових вод та динаміку цього рівня за минулі 3-5 років. Встановлювали середньорічну кількість опадів на згаданій ділянці магістрального газопроводу. За результатами вимірювань були визначені місця аномалій, де можливе більш інтенсивне протікання корозійних процесів. Здійснювали шурфування і виявили 120 корозійних дефектів. Інтенсивні вимірювання характеризуються тим, що можуть виявити не всі аномалії, а лише з певною ймовірністю, яка на думку експертів складає 2/3. Отже реальних дефектів на трубі по відношенню до виявлених дещо більше, близько 120×3/2=180. Ймовірність наявності дефектів на одиницю довжини склала 180/190,5=0,945 деф/км. Враховуючи коефіцієнт запасу по наявності дефектів 2 будемо використовувати в подальших розрахунках ймовірність, що складає 0,945×2=1,89 дефекту на км. Виявлені 120 дефектів були статистично опрацьовані і на основі аналізу були побудовані частоти розподілу їх геометричних розмірів, як наприклад наводиться розподіл глибини (див. Фіг.1). Визначали характеристики металу магістрального трубопроводу (сталь Х42), які у найбільшій мірі впливали на розвиток домінуючих механізмів видів пошкоджень на розвиток корозійних дефектів. Такими характеристиками зокрема є границя міцності і границя текучості матеріалу. Характеристики матеріалу також мають певний розкид даних і можуть бути описані ймовірностними розподілами, (див. Фіг.2) так само як і розміри труби, наприклад, товщина стінки (див. Фіг.3) та зовнішні впливи і навантажування. Для врахування кінетики корозійного пошкодження в часі використовували наступний закон розвитку корозійного дефекту: da A , dl = m da = B × a dT dT dT 1+ t де а і l відповідно глибина і довжина дефекту, Т - час, t - товщина труби, а константи А, В і m визначаються по корозійному стану, який може задаватись таблично (див. таблицю 1). Таблиця 1 Найменування корозійного стану Нема корозії Легка Середня Сильна Дуже сильна А В m 0 До 0,17 До 0,19 До 0,25 До 0,35 1 1 1 1 1 5 5 5 5 5 Закон розвитку корозійного дефекту також можна представити в ймовірностній постановці. Досліджували ймовірність виникнення аварій і/або відмов від корозійного пошкодження ділянки газопроводу 179,5км, за рік експлуатації від поточного моменту. Проводимо розрахунки виникнення наскрізних дефектів; або дефектів, що не задоволь 5 46135 няють умові статичної міцності (відмова цілісності трубопровода) за нормами ВБН В.2.300018201.04-2000 "Розрахунки на міцність діючих магістральних трубопроводів з дефектами" (Київ: Держнафтогазпром. - 2000 - 56с.). Для цього використовували програму "Прочность ПРО" (Керівництво користувача. Київ: ТОВ "ТОРМЕН" - 2004. 22с.), що є комп'ютерним додатком зазначених Норм, яка дозволяє здійснювати розрахунок в ймовірностній постановці. Отримуємо ймовірностний розподіл кількості відмов від часу і конкретної ділянки трубопроводу (№ ділянки) за умовні однакової ймовірності наявності дефекту Vd (приймаємо, що всі ділянки трубопроводу експлуатуються за подібних умов). В таблиці 2 представлено результати розрахунку ймовірності руйнування уза 6 гальненого корозійного дефекту на ділянці - Vf, з урахуванням їх кількості на одиницю довжини Vf×Vd та ймовірність руйнування на елементарній ділянці - Vf×Vd×L. Кожна відмова характеризується в залежності від розташування ділянки по трасі своїми наслідками - економічними, соціальними, екологічними. Обчислили на основі статистики і аналітичних моделей, наприклад, соціальні та економічні наслідки ймовірних аварій або відмов від виду пошкодження - розвиток корозійних дефектів (Таблиця 2). Визначили ризик, як добуток ймовірності виникнення аварій або відмов на їх наслідки В таблиці 2 представлені результати розрахунку соціальних Re та економічних Re ризиків для елементарних ділянок трубопроводу і в цілому. Таблиця 2 Характеристика ділянки, км № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 початок 1764,664 1766,553 1768,253 1773,665 1782,444 1783,644 1787,282 1788,582 1797,717 1799,417 1806,417 1808,979 1819,892 1898,884 кінець Ймовірність довжина. руйн. ділянки. Vf×Vd×L L 1766,553 1,88912 1768,253 1,7 1773,665 5,41184 1782,444 8,7791 1783,644 1,2 1787,282 3,6377 1788,582 1,3 1797,717 9,13485 1799,417 1,7 1806,417 7 1808,979 2,56288 1819,892 10,91278 1898,884 78,99147 1944,193 45,30964 Разом 2,83E-05 2,06E-05 7,46E-05 1,07E-05 1,89E-05 6,23E-05 1,84E-05 1,05E-04 2,38E-05 7,03E-05 3,94E-05 1,07E-04 6,08E-04 2,31E-04 1,51E-3 Наслідки економ., Не, грн/(рік×км) 150000,00 800000,00 290000,00 150000,00 210000,00 500000,00 2000000,00 3500000,00 900000,00 120000,00 1300000,00 160000,00 2000000,00 1300000,00 Співставляли отримані соціальні ризики з допустимими у відповідності з чинними критеріями (Методика визначення ризиків та їх прийнятних рівнів для декларування безпеки об'єктів підвищеної небезпеки. Наказ №637 Міністерства праці та соціальної політики від 04.12.2002). В нашому випадку вони не перевищують допустиме значення Re