Влияние овализации, поверхностных коррозионных и эрозионных повреждений на надежность и остаточный ресурс участков линейной части магистральных газопроводов

• Автор: Пименов, Станислав Александрович
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 210 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Обзор расчетных методов определения надежности и ресурса
участков газопроводов
1.1 Состояние проблемы
1.1.1 Вводные замечания
1.1.2 Современные представления о надежности конструкций
щ газопроводов
1.1.3 Подходы к оценке ресурса конструкций газопроводов
1.2 Выводы
2 Определение надежности дефектных участков газопроводов
2.1 Общая схема
2.2 Оценка надежности участков газопроводов с дефектами типа
овализации
2.3 Оценка надежности участков газопроводов с поверхностными
повреждениями
2.4 Оценка надежности отводов с эрозионным утонением стенки
2.5 Оценка надежности участков газопроводов с различными
Ф сочетаниями повреждений
2.6 Разработка программного обеспечения для оценки надежности
дефектных участков газопроводов
2.7 Выводы
3 Оценка ресурса дефектных участков газопроводов
3.1 Общая схема
3.2 Оценка ресурса участков газопроводов с дефектами типа
овализации, поверхностными повреждениями и отводов с эрозионным утонением стенки
3.3 Разработка программного обеспечения для оценки ресурса
дефектных участков газопроводов
3.4 Выводы
4 Результаты исследования надежности и остаточного ресурса
дефектных участков газопроводов
4.1 Результаты исследования надежности
4.2 Результаты исследования остаточного ресурса
4.3 Выводы
Основные результаты и выводы по работе
Заключение

Основные обозначения

Принятые сокращения Список литературы
Приложение
Приложение 2 Приложение 3 Приложение 4 Приложение
Исходный текст программного обеспечения для оценки надежности дефектных участков газопроводов
Инженерная методика оценки дефектных участков газопроводов
надежности
Исходный текст программного обеспечения для оценки ресурса дефектных участков газопроводов
Инженерная методика оценки ресурса дефектных участков газопроводов
Внедрение результатов

Введение
Актуальность темы
Протяженность магистральных газопроводов России составляет свыше 150 тысяч километров. Большинство из них находятся в эксплуатации 20...30 лет и приближаются к исчерпанию назначенного ресурса. Переход газовой отрасли от традиционного регламентного ремонтно - технического обслуживания газопроводов к эксплуатации по их техническому состоянию предусматривает развитие системы диагностического обслуживания и разработку расчетных методик оценки работоспособности, надежности и остаточного ресурса участков газопроводов, имеющих дефекты и повреждения, для принятия решения о выводе их из эксплуатации и проведении ремонта.
Оценка состояния газопроводов, анализ безопасности их эксплуатации и ранжирование участков трубопроводов по срокам ремонта являются важной и актуальной задачей для газовой промышленности.
В результате проведения внутритрубных обследований обнаруживаются дефекты поперечного сечения труб, вызванные механическими воздействиями нарушения формы поперечного сечения (наиболее распространенной из которых является овальность) и изменения геометрии стенки - утонение вследствие коррозионных и эрозионных процессов.
Критерием вывода из эксплуатации того или иного участка газопровода является реальное его состояние, характеризуемое уровнем его надежности и остаточного ресурса. Исходя из этого, актуальной задачей является разработка моделей, комплекса алгоритмов, программного обеспечения и инженерных методик для определения надежности и оценки остаточного ресурса дефектных участков газопроводов.
Насущность решения данной проблемы на современном этапе, помимо социальных и экологических факторов, обусловлена большой стоимостью замены или ремонта газопроводов. Ранжирование участков газопроводов по срокам их замены или ремонта позволяет минимизировать затраты эксплуатирующих предприятий, делает эти затраты сбалансированными и обоснованными.
Актуальность вышеперечисленных задач обуславливает важность поиска методов их решения и позволяет избрать их в качестве темы для диссертации.
Цель и задачи исследований
Целью диссертационной работы является разработка методик оценки надежности и остаточного ресурса участков газопроводов с дефектами типа овализации, поверхностными коррозионными и эрозионными повреждениями.
На надежность и ресурс влияет множество факторов: конструктивных, технологических, эксплуатационных. В работе рассматривается влияние
Согласно [5,49] в этом случае формула (2.4) приобретает следующее выражение:

(2.8)

Изложенный метод нахождения вероятности отказа, предложенный А.Р. Ржаницыным [49], предполагает, что функция неразрушимости (безотказности) ¥ должна иметь линейную зависимость от определяющих параметров. Определяющие параметры - это параметры, характеризующие внешнюю нагрузку, прочность материала и др.
Практика прочностных расчетов, и оценки работоспособности
различных конструкций показала, что как нагрузка, так и прочность, а, стало быть, и функция ¥, как правило, имеет нелинейную зависимость от определяющих параметров.
Поэтому при решении многочисленных прикладных задач эту зависимость приходится линеаризовать.
Пусть из решения конкретной задачи известна нелинейная зависимость:
У/ — Ц^{с1у, ),
(2.9)
где - определяющие параметры.
Раскладывая эту зависимость в ряд Тейлора в окрестности математических ожиданий параметров а1,а2,--М1,...ап и отбрасывая нелинейные члены (ввиду того, что отклонения величин, входящих в расчетные формулы, малы по сравнению с их математическими ожиданиями), согласно [8] получаем:

- г£я,..5,.ч)+

(а,-а) .
Среднее значение ¥ запишем:
¥ = ¥^а2,....а{,...ап).
Согласно [8] дисперсия определяется следующим образом:

д у{а„а2,-Д„..Дп)

(2.10)
(2.11)
(2.12)
где ку - коэффициент корреляции величин а„а.у