semenova

навигация

главная
статьи
    трубопроводы
    базы данных
    образование
гостевая
ссылки

Способ повышения безопасности эксплуатации объектов трубопроводного транспорта с применением "виртуального" контроля
Семенова И.И. - к.т.н., доц. каф. ИБ СибАДИ
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия


Магистральные нефте- и газопроводы, несмотря на их внешнюю конструктивную простоту, представляют собой сложные технические сооружения, причем большинство из них являются подземными или подводными. Такое расположение затрудняет диагностику их состояния и увеличивает вероятность возникновения отказов. Причем даже незначительные отклонения реальных условий эксплуатации от принятых за исходные приводят всю трассу к предельному напряжению.

В настоящее время к функционированию магистральных нефте- и газопроводы предъявляются все более высокие требования. Это связано, с одной стороны, с насыщением ими густонаселенных районов, высокой пожаро- и взрывоопасностью, расположением их вблизи промышленных предприятий и других объектов. С другой стороны, прокладка нефте- и газопроводов часто затруднена сложными природно-климатическими условиями и значительная их протяженность требует повышенных мер безопасности.

В конце двадцатого века в среде ученых России поднят вопрос о судьбе трубопроводного транспорта страны. В первом десятилетии 21 века до 30% транспортных артерий перейдут в ранг завершивших нормативный срок эксплуатации, а ресурсов для их замены нет. Созданная ранее инфраструктура трубопроводного транспорта рассчитана на более мощную экономику.

Сложилось мнение, что избежать масштабных ущербов от аварий на трубопроводах и продлить срок их службы можно без существенных затрат, если найти способ "виртуального" контроля состояния транспортных коммуникаций и прогнозирования изменения надежности труб, работающих в различных режимах эксплуатации.

В результате была поставлена и решена задача по созданию метода "виртуального" контроля состояния магистрального трубопровода, работающего в реальных условиях при развитии двухсторонней коррозии (так как коррозия является одной из причин аварий на трубе), что позволит повысить надежность трубопроводного транспорта, а следовательно повысить экологическую безопасность данных объектов.

Были проанализированы достижения ученых в области разработки математических моделей для оценки долговечности магистральных трубопроводов, которые могут стать основой "виртуального" контроля.

Этапу создания программно-аналитического комплекса (основы "виртуального" контроля) для расчетной оценки и прогнозирования состояния труб предшествовал этап конструирования математической модели с проверкой ее адекватности на реальных объектах. Разработанная модель позволяет оценить время наступления предельного состояния трубопровода, подвергнутого механохимической коррозии, под действием переменных нагрузок и температурных перепадов, а также учесть влияние изоляционного покрытия, его износа и катодной защиты на скорость коррозии.

Но возникла еще одна проблема, каким образом учесть при оценке времени наступления предельного состояния трубопровода, такие события, как: остановка перекачки, замена изоляции, изменение рабочего давления в трубе, приостановка работы катодной защиты и т.п. Возникла необходимость в создании единого алгоритма расчета, который с одной стороны позволял бы вести расчет по любой из комбинаций исходных условий (их порядка 170), с другой стороны, позволял бы в процессе расчета динамически изменять значения его отдельных параметров. Эта задача решена в рамках программно-аналитического комплекса.

Предложен единый алгоритм, который по исходной комбинации данных, выбранной пользователем (включая выбор напряженного состояния, модели переменного давления, включение/ исключение учета температурных перепадов и т.п.), а также по событиям (с изменением значений параметров или любой из составляющей модели), определенными пользователем, выполняет оценку времени наступления предельного состояния трубопровода. Предложенный подход избавляет от трудностей при реализации сложных моделей, включающих в себя параметры, которые сами, в свою очередь, состоят из набора моделей, и может быть использован для приведения математических моделей, по структуре сходных с разработанной, к виду, пригодному для программной реализации.

Будущее направление исследований просматривается достаточно ясно. Снижение погрешности прогнозирования времени наступления предельного состояния трубопровода напрямую связано с экономией ресурсов, направленных на поддержание инфраструктуры трубопроводного транспорта в работоспособном состоянии. Цель достигается развитием и уточнением разработанной модели за счет учета влияния блуждающих токов на скорость коррозии, влажности окружающей среды, расширением набора моделей, описывающих напряженное состояние стенок трубы. Необходимо уточнить коэффициенты модели на основе более представительной статистики.

Литература

  1. Семенова И.И. Разработка программно-аналитического комплекса для контроля состояния линейной части магистральных нефтегазопроводов в условиях коррозионного износа: Автореф... канд. техн. наук.— Омск, 2002.— 24 с.

 

Copyright © 2006 design: vasin anton