В статье рассматривается методический подход, к оценке показателей надежности газотранспортной системы.
Ключевые слова: надежность, показатели надежности, газотранспортная система, техническая деградация, отказ, система планово-предупредительного ремонта, классическая теория вероятностей, детерминистический подход, стохастический подход.
Обеспечение надёжности и безопасности газотранспортных систем на современном этапе является значительной задачей. Технологические процессы добычи и транспорта углеводородов являются по своей форме вероятно опасными. Выход из строя газотранспортной системы приводит к экологическим бедствиям, для устранения последствий которых необходимы значительные финансовые расходы, а на восстановление окружающей среды уходит большое количество времени.
Уровень надежности газотранспортных систем оказывает прямое влияние на качество производства. Проблемы повышения надежности нефтегазовой отрасли тесно связаны с задачей снижения финансовых затрат на проведение ремонтно-восстановительных работ.
Система планово-предупредительного ремонта в нашем государстве является классическим подходом к организации надежности и безопасности. Эта система основана на выполнении установленных работ и текущих ремонтов оборудования через определенные временные промежутки. Несмотря на то, что система планово-предупредительного ремонта обеспечивает достаточно высокий уровень надежности и безопасности газотранспортной системы, она является довольно ресурсоемкой. Именно поэтому каждая организация пытается внедрить новые, улучшенные системы управления, которые должны сохранить и повысить уровень надежности, сократив при этом затраты на их реализацию.
На данный момент существует Система управления техническим состоянием и целостностью объектов газотранспортной системы [1]. Эта система внедряется на предприятиях нефтегазовой отрасли, в ее основе лежат иерархические и количественные модели критериев, а также методы расчетно-аналитического прогнозирования показателей надежности. Иерархические модели помогают формировать долгосрочные программы капитального ремонта газотранспортной системы, на основе точечного расчетного анализа значений в данный момент и предполагаемой динамики показателей надежности и технического состояния. В перспективе повсеместное внедрение системы управления техническим состоянием и целостностью объектов газотранспортной системы позволит сохранить достигнутые в ПАО «Газпром» высокие показатели надежности. Но эта система является довольно ресурсоемкой и иногда демонстрирует не совсем конкретные результаты. До сих пор при оценке надежности прибегают к подходу [2], который был разработан в 20 веке и является основным для всех нормативных документов.
Этот подход примечателен тем, что в нем выделяется один основной механизм технической деградации оборудования, который и определяет состояние оборудования. Оценка показателей надёжности ведется на основе статистического анализа и сравнения текущих и предельных показателей, которые характеризуют основной процесс деградации. К примеру, в России газопроводы почти всегда эксплуатируются на равнинной местности, поэтому основным показателем надежности является прочность (устойчивость). Этот подход необходимо совершенствовать, потому что в газотранспортной системе одновременно протекает множество процессов, которые приводят к технической непригодности системы.
К надежности системы предъявляются высокие требования, она зависит от того сколько в системе осталось ошибок, которые не были устранены. Чем выше интенсивность эксплуатации системы, тем быстрее выявляются ошибки и растет надежность системы. Надежность по сути своей является функцией, которая зависит от ошибок, которые остались в системе после того, как она была введена в эксплуатацию. Систему в которой нет ошибок считают абсолютно надежной. Для того чтобы оценить надежность необходимо собрать статистические данные, среди которых дефекты, интенсивность отказов и время безотказной работы. Для исследования надежности применяются методы теории вероятностей, математическая статистика, математические методы надежности и безопасности. Данные, которые были получены при разработке системы, процессы тестирования, эксплуатации и испытания системы являются главным источником информации для оценки надежности.
Одним из подходов к исследованию надежности на основе отказов газотранспортной системы является классическая теория вероятностей, согласно которой отказы в системе считаются случайными. Все модели оценки надежности базируются на статистике отказов и интенсивности выявленных отказов. В основе модели оценки надежности лежит метод, при котором находится случайная величина, которая отображает количество и интенсивность отказов системы. Для случайной величины вычисляется математическое ожидание и дисперсия (среднее отклонение). Если случайная величина дискретна, то есть принимает конечное число значений
Основные подходы к оценке показателей надежности газотранспортной системы на основе моделей «физической» теории надежности реализованы в СТО Газпром 2–2.3–253–2009 «Методика оценки технического состояния и целостности газопроводов». Различают два подхода к анализу надежности: детерминистический и стохастический (вероятностный, статистический) [5]. При детерминистическом подходе все факторы, влияющие на поведение системы, считают определенными, детерминированными. Решение такой задачи предсказывает поведение системы однозначным образом. А вот при стохастическом подходе учитываются и случайные факторы это позволяет получить прогноз, который будет содержать и вероятностные оценки. Неоднозначность оценки поведения системы обусловлена тем, что есть факторы, которые намеренно игнорируются при анализе либо о которых не собрана информация в достаточном количестве. В некоторых случаях эти два подхода могут применяться единовременно, это может повысить достоверность результатов оценки надежности. Применение этих подходов помогает сохранять высокий уровень надежности газотранспортных систем. Однако количество аварий на предприятиях отрасли по-прежнему высоко. После изучения причин некоторых аварий становится понятно, что в подходах не учитывается то, что на систему могут комплексно воздействовать несколько факторов. Это не позволяет проводить корректную оценку состояния системы и принимать верные управленческие решения, которые повысят и сохранят надежность системы.
Литература:
- Вести газовой науки: науч.-техн. сб. / ООО «Газпром ВНИИГАЗ». — М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2013. — № 1 (17): Управление техническим состоянием и целостностью газопроводов. — 130 с.
- . Синюков А. М. Конструктивная надежность линейной части магистрального газопровода. — М.: МИНГ, 1987.
- . Захаров М. Н. Прочностная надежность оборудования: учеб. пособие. — М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. — 123 с.: ил.
