Вероятностный анализ отказов газопроводов и оборудования, влияющих на надежность функционирования многоступенчатых распределительных систем | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 16 июля, печатный экземпляр отправим 20 июля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Научный руководитель:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №50 (340) декабрь 2020 г.

Дата публикации: 10.12.2020

Статья просмотрена: 25 раз

Библиографическое описание:

Лёвина, Е. В. Вероятностный анализ отказов газопроводов и оборудования, влияющих на надежность функционирования многоступенчатых распределительных систем / Е. В. Лёвина. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 50 (340). — С. 64-66. — URL: https://moluch.ru/archive/340/76325/ (дата обращения: 02.07.2022).



В статье авторы анализируют причины отказов газопроводов и оборудования, которые влияют на надежную и безопасную эксплуатацию распределительных систем.

Ключевые слова: сети газораспределения, сквозное повреждение, утечка газа, внезапный отказ, участок газопровода.

Сети газораспределения состоят из таких элементов и узлов, как:

— газопроводы высокого, среднего и низкого давления;

— узлы отключающей арматуры (задвижки, краны с компенсаторами, устанавливаемые в колодцах);

— гидравлические затворы и сборники конденсата;

— сложные пересечения естественных и искусственных преград, компонуемые в качестве отдельных узлов системы, включают газопроводы, отключающие арматуры, контрольные трубки и др;

— газорегуляторные станции и газорегуляторные пункты [1].

Трубопроводы со всем оборудованием, находящиеся на территории потребителя, называют сетью газопротребления и не относятся к сетям газораспределения.

Отмеченные основные элементы и узлы распределительных систем характеризуются различными значениями показателей надежности, например различными значениями параметра потока отказов или .

Изолирующие покрытия не всегда являются гарантией защиты от коррозии из-за возможности совпадения места повреждения изоляции с зонами коррозионно-активных грунтов. Сквозные повреждения трубопровода являются результатом комплекса случайных событий, поэтому относится к редким и случайным.

При нахождении сквозного повреждения малого размера его локализуют, не снижая давление. Восстановление производится в течение 2–4 дней, при этом выбирается время снижения давления с учетом минимального потребления.

Серьезное сквозное отверстие (больше 20 мм) приводит к тому, что участок газопровода немедленно отключают участка, что являются внезапным отказом.

Разрыв сварного шва является еще одним серьезным повреждением, которое происходит при совпадении пониженных сопротивлений шва, может вызываться дефектом сварки и увеличенными нагрузками на газопровод, это может происходить из-за некачественной проварки при монтаже [1].

Практическая независимость параметра потока отказов распределительных трубопроводов от их диаметра имеет большое значение при выборе структурного резерва кольцевых сетей. Надежность в данном случае определяется схемой сети и не зависит от диаметров участков.

Разрушение сварного соединения возникает кольцевыми трещинами разной длины, оно образуется по оси шва. В ходе исследования было выяснено, что примерно 15 процентов от всех разрушений сварных швов происходит с полным разрывом стыков. Свищи и сквозные поры наблюдаются крайне редко.

При утечке газа из сварного шва аварийная служба устраняет вырезкой стыка и вваркой катушки или навариванием муфты. При маленькой трещине аварийная служба может временно устранить накладкой бандажа.

Открытый разрыв стыков или 50 процентов стыка приводит к внезапному отказу системы [1].

Существует два вида повреждения отключающей арматуры. В первом случае происходит нарушение плотности перекрытия при помощи задвижки. Пи этом необходимо отключить абонентов, чтобы произвести ремонт. Во втором случае повреждения газопровода приводит к утечке через арматуру, что очень опасно из-за большой вероятности загазованности зданий и сооружений, граничащих с таки участком газопровода.

К утечкам газа приводят повреждения арматуры: нарушение герметичности сальников, разъемных соединений и трещины в корпусах.

Неправильный выбор набивки сальника без правильного учета особенности работы и отсутствия своевременной подтяжки приводит к нарушению его плотности.

Герметичность разъемного соединения, состоящего из прокладки, фланцев и болтов, обеспечивается спрессованностью прокладки при накручивании болтов.

Разъемные соединения со временем утрачивают плотность из-за колебаний температур. Утечка газа при этом устраняется только при помощи замены прокладки с понижением давления на близлежащем участке [1,2].

Линзовый компенсатор выходит из строя из-за коррозии, нарушения герметичности во фланцевых соединениях, а также при разрушении сварных швов, которые соединяют части линз. Устраняются со снижением давления.

Конденсатосборники повреждаются в месте стояков и кранов. Стояки часто подвергаются коррозионным повреждениям, это объясняется низким качеством изолирующего покрытия. При ремонте стояков давление снижать не нужно.

Каждое мелкое повреждение ликвидируется без снижения давления в газопроводе, а, следовательно, и не отражается на потребителях. Но при отключении элемента от системы происходит отказ этого элемента. Отказ элемента на нерезервированной системе приводит к отказу всей системы. При резервированной сети такой отказ может и не способствовать отказу системы [3].

Можно сделать вывод, что повреждение элементов сети подразделяются на группы:

1) повреждение, при котором происходит отказ элемента и это требует отключение сети для ремонтных работ (трещины и разрывы в сварных швах; повреждения, вызванные коррозией труб (более 5 мм); трещины в корпусах задвижек и кранах; фланцевые повреждения; разрывы на сварных швах и повреждения линзовых компенсаторов и корпусов конденсатосборников; механическое повреждение трубопроводов и оборудования);

2) мелкое повреждение, устранимые без снижения давления газа и отключения участка (несквозные коррозионные повреждения; сквозные повреждения до 5 мм; свищи в сварных швах; утечки сальниковых уплотнений задвижек и кранов; утечки из кранов трубок конденсатосборников).

Существует два вида отказа: внезапные и постепенные. К внезапным относятся повреждения требуют немедленно отключить участок газопровода с целью его ремонта [4]. Таблица 1 отражает долю внезапных повреждений на газопроводах и оборудовании.

Таблица 1

Классификация повреждений и отказов элементов сетей газораспределения на среднем и высоком давлении

Вид повреждения и поврежденный элемент

Отказы элемента и %

Повреждения, не приводящие к отказу

1-я гр — внезапный отказ

2-я гр — постепенный отказ

Повреждения газопроводов

Коррозия газопроводов

Сквозное повреждение (20 мм и более), сквозное повреждение, расположенное вблизи зданий 10…13 %

Сквозное повреждение менее 20 мм 45…55 %

Каверны, сквозные повреждения менее 5 мм 30…40 %

Трещины в сварных стыках и их разрывы

Полный разрыв или более половины окружности. Разрыв стыка вблизи зданий 15…20 %

Трещины в сварных стыках, неполный разрыв стыка 85…75 %

Коррозионные свищи в сварном шве 5…10 %

Механические повреждения, носящие случайный характер

50 %

50 %

Повреждения оборудования газопроводов

Задвижки (чугунные)

Разрывы и трещины в корпусе, отрывы фланцев, пробой прокладок выпадение клиньев 15 %

Трещины в клиньях, неполное перекрытие 15 %

Утечка в сальниковом уплотнителе 70 %

Пробковые краны (типа КС)

Отрыв фланца, необходимость замены прокладки 1…1,5 %

Утечка через нажимной болт и сальник 98,5…99 %

Линзовые компенсаторы

Разрыв сварного стыка 15 %

Разрыв сварного стыка 85 %

Конденсатосборники

Разрывы сварных швов горшка 3…4 %

Разрывы сварных швов горшка и трубки, поломки сальникового крана 4…5 %

Коррозия трубки: утечка через сальник крана, во фланцах и резьбовых соединениях головки 91…93 %

Чтобы выявить значения показателей надежности был выполнен анализ повреждений сетей газораспределения в условиях города. С помощью анализа получены значения параметров внезапных отказов, являющиеся основой для расчета надежности систем, 1/(кмгод): коррозионные повреждения, повреждения сварных швов, механические повреждения.

Так как причины коррозионных повреждений, разрывов сварных стыков, механические повреждения, проблемы с линзовыми компенсаторами и конденсатосборниками независимы друг от друга, расчетные значения параметров потока отказов равно сумме для всех вышеперечисленных видов [1].

С каждым годом показатель надежности повышается благодаря новым технологиям и материалам, используемым для реконструкции и строительства новых сетей.

Литература:

1. Горелов, С.А Сооружение и реконструкция распределительных систем газоснабжения: учеб. пособие РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина / Горелов С. А., Горяинов Ю. А., Васильев Г. Г., Чугунов Л. С., Земенков Ю. Д. — М.: Недра, 2002.

2. Яковлев, Е. И. Газовые сети и газохранилища: учебник для вузов, 2-е изд.,перераб.идоп. / Е. И. Яковлев –М.: Недра, 1991.

3. Багдасаров, В. А. Обслуживание и ремонт городских газопроводов. / В. А. Багдасаров Л.: Недра, 1985.

4. Шурайц, А. Л. Газопроводы из полимерных материалов: Пособие по проектированию, строительству и эксплуатации / А. Л. Шурайц, В. Ю. Каргин, Ю. Н. Вольнов — Саратов: Журнал «Волга — XXI век», 2007.

Основные термины (генерируются автоматически): повреждение, сквозное повреждение, разрыв, утечка газа, участок газопровода, внезапный отказ, отказ элемента, сварной шов, сеть газораспределения, трещина.


Ключевые слова

сети газораспределения, сквозное повреждение, утечка газа, внезапный отказ, участок газопровода

Похожие статьи

Оценка надежности магистральных газопроводов

Число отказов в год по причине коррозионное растрескивание под напряжением в указанный период времени, несмотря на принимаемые меры

Рис 1. Внешний вид стресс-коррозионных повреждений. О серьезности проблемы стресс-коррозии газопроводов говорит и тот факт...

Восстановление эксплуатационной надежности газопроводов

- восстановление участка из отремонтированных труб. По существу ремонт сводится к новому строительству, что значительно упрощает технологию и

Для принятия решения о проведении капитального ремонта с полной заменой труб участков газопроводов и последующего их...

Дистанционное обнаружение микротрещин в магистральных...

При возникновении утечки из газопровода массовая скорость истечения газа определяется отношением атмосферного давления и давления в трубе. Так, если перепад давлений атмосферного воздуха (Па) и давления в газопроводе (Па) удовлетворяет неравенству

Воздействие внешних факторов на объекты газораспределения...

повреждения газопроводов в результате воздействия природных факторов — 9 %

Рис. 1. Не расчищена трасса подземного газопровода от поросли кустарников. Рис. 2. Не соблюдается расстояние от дерева до надземного участка газопровода.

Современные проблемы обеспечения безопасной эксплуатации...

Предпринята попытка обратить внимание на необходимость усовершенствования современной нормативной правовой базы, устанавливающей требования промышленной безопасности к объектам сетей газораспределения и газопотребления. Предложено ввести принцип...

Ориентированный подход при осуществлении производственного...

Эксплуатация опасных производственных объектов (ОПО) газораспределения и газопотребления связана с высоким риском возникновения аварий, что обусловлено взрыво- и пожароопасными свойствами транспортируемого по ним газа.

Экспертиза промышленной безопасности уличных и подводящих...

– проверка изоляционного покрытия подземного газопровода на повреждение.

– визуальный и измерительный контроль основного металла, сварных соединений газопровода, включая контроль размеров трубы и определение степени коррозионного износа газопровода на...

Современные методы и средства технического диагностирования

Однако на большинстве региональных газопроводов и газопроводов-отводов по ряду

- обнаружение на внутренних и наружных поверхностях труб, включая сварные швы

- выявление утечек газа; - выявление нарушений охранных зон магистральных газопроводов

Анализ причин возникновения аварийных ситуаций при...

 подача газа в горелку до внесения или образования запального факела;  срыв пламени переносного запального устройства в топке при включении горелок

 погасание факела в случаях неисправности регулятора давления газа или клапана «газ — воздух»

Похожие статьи

Оценка надежности магистральных газопроводов

Число отказов в год по причине коррозионное растрескивание под напряжением в указанный период времени, несмотря на принимаемые меры

Рис 1. Внешний вид стресс-коррозионных повреждений. О серьезности проблемы стресс-коррозии газопроводов говорит и тот факт...

Восстановление эксплуатационной надежности газопроводов

- восстановление участка из отремонтированных труб. По существу ремонт сводится к новому строительству, что значительно упрощает технологию и

Для принятия решения о проведении капитального ремонта с полной заменой труб участков газопроводов и последующего их...

Дистанционное обнаружение микротрещин в магистральных...

При возникновении утечки из газопровода массовая скорость истечения газа определяется отношением атмосферного давления и давления в трубе. Так, если перепад давлений атмосферного воздуха (Па) и давления в газопроводе (Па) удовлетворяет неравенству

Воздействие внешних факторов на объекты газораспределения...

повреждения газопроводов в результате воздействия природных факторов — 9 %

Рис. 1. Не расчищена трасса подземного газопровода от поросли кустарников. Рис. 2. Не соблюдается расстояние от дерева до надземного участка газопровода.

Современные проблемы обеспечения безопасной эксплуатации...

Предпринята попытка обратить внимание на необходимость усовершенствования современной нормативной правовой базы, устанавливающей требования промышленной безопасности к объектам сетей газораспределения и газопотребления. Предложено ввести принцип...

Ориентированный подход при осуществлении производственного...

Эксплуатация опасных производственных объектов (ОПО) газораспределения и газопотребления связана с высоким риском возникновения аварий, что обусловлено взрыво- и пожароопасными свойствами транспортируемого по ним газа.

Экспертиза промышленной безопасности уличных и подводящих...

– проверка изоляционного покрытия подземного газопровода на повреждение.

– визуальный и измерительный контроль основного металла, сварных соединений газопровода, включая контроль размеров трубы и определение степени коррозионного износа газопровода на...

Современные методы и средства технического диагностирования

Однако на большинстве региональных газопроводов и газопроводов-отводов по ряду

- обнаружение на внутренних и наружных поверхностях труб, включая сварные швы

- выявление утечек газа; - выявление нарушений охранных зон магистральных газопроводов

Анализ причин возникновения аварийных ситуаций при...

 подача газа в горелку до внесения или образования запального факела;  срыв пламени переносного запального устройства в топке при включении горелок

 погасание факела в случаях неисправности регулятора давления газа или клапана «газ — воздух»

Задать вопрос