Лента новостей RSSRSS КалькуляторыКалькуляторы Вопросы экспертуВопросы эксперту Перейти в видео разделВидео

Р 625-87

Методика расчета единичных показателей коррозионной безотказности линейной части трубопровода

Предлагаем прочесть документ: Методика расчета единичных показателей коррозионной безотказности линейной части трубопровода. Если у Вас есть информация, что документ «Р 625-87» не является актуальным, просим написать об этом в редакцию сайта.

Скрыть дополнительную информацию

Добавлен в базу: 01.09.2013
08.12.1987 Утвержден ВНИИСТ
Разработан ВНИИСТ
Статус документа на 2016: Актуальный

Страница 1

Страница 2

Страница 3

Страница 4

Страница 5

Страница 6

Страница 7

Страница 8

Страница 9

Страница 10

Страница 11

Страница 12

Страница 13

Страница 14

Страница 15

Страница 16

Страница 17

Страница 18

Страница 19

Страница 20

Страница 21

Страница 22

Страница 23

Страница 24

Страница 25

Страница 26

Страница 27

Страница 28

Страница 29

Страница 30

Страница 31

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ „ВНИИСТ14

МОСКВА

УТВЕРХДАЮ

СПИСОК

Замдиректора института работе, к.т.н. К.И.Зайцев 1987г.

ОГЛАСОВАНИЯ

Методика расчета единичных показателей коррозионной безотказности линейной части трубопроводов

разработанного Отделом качества строительства трубопровода^ (.QKC) по заданию    3.4-11.1_

№ 1

n.n: Даим^еновааие i подразделения

!Подпись 1 !при пору-! !чении co-j !гласовд- j

* л Дата со-Щодадсь я.и.и. 'гдпсова-!согдасую-согдасу-1яия ! пшго щегп !

_r J

_i_.i_

3

—4_-L_б

I.
2.
3.

4.

Отдел технологии и организации строительства магистральных трубопроводов (ОПТ)

Отдел технологии и организации строительства промысловых трубопроводов (01ГГ)

Отдел прочности и надежности конструкций трубопроводов (ОГш)

Лаборатория разработки и внедрения природосбе-peraionuix методов в трубопроводном строительст-

Отдел охраны труда (ООТ)

Г

V -

Ч-.12 ??

2.

II    2    !    3    !    4    !    5    !    6

6-    /т-л*aw?

7. Лаборатория отандартиза-    //^^7    fyf/OU-L*-7

Заключение лаборатории стандартизации,

За±ми.-глиг**£ // /7. Лул*-е///и> yzsttuc ,    /-J-C'tM'*

S

им/*уьр/уыс-

—=’

Министерство строительства предприятии нефтяной и газовой промышленности

Всесоюзный научио-исслодиватольскг.й институт по строительству пагиотралышх трубопроводов

П’ВШДА»

директора института

** *“     работо,    к.т.н.

К.И.Зайцев 1987г.

МЕТОДИКА расчета единичных показателей коррозионной безотказности линейной части трубопроводов

Р -    6 2 Г-8*

Зав. отделом качества строитольотва трубопроводов ВНИИСТ

yb&Z/'—ЦР р, ф .4 абу ршш

Зав.лабораторией качества строитольст-монталпых работ

Москва 1987г

ДА II ИТАЛИЯ

Методика посвящена вопросам оценки и прогнозирования показателей надежности линейной части подземных трубопроводов, а также ротроспев тинной оценки качества защиты трубопроводов от почвенной коррозии.

Наличие большого числа причин и факторов, вызывающих отказы трубопроводов обуславливает дифференцированный подход к прогнозированию показателей надежности по основным влияющим факторам. Нель данной методики - учесть при оценке надежности факторы, вызывающие энтропийный износ изоляционных покрытий и стенки трубопровода. Для повышения достоверности прогнозных оценок в методике использованы вероятностные мотоды на основе статистической информации.

Методика содержит справочные материалы, необходимые для расчетов. Предназначена для научных, проектных, строительных и эксплуатационных организаций, а также контрольных и инспекционных служб, может быть использована для установления показателей надежности как для вновь создаваемых и проектируемых трубопроводов, так и для действующих трубопроводов с целью обеспечения их безопасной работы.

Методика разработана сотрудниками ВНИИСТ: к.т.н.Чабуркипым В.Ф., к.ф.-M.il. Рольбиным Ю.А., инж. Шиловым В .И., Ловитиной Г.Е.

Замечания и предложения направлять по адреау: 105058, Москва, Окружной пр., 19, ВНИИСТ (ОКС).

С 0 л £ ? .i А а и а

3

С?Р.

I.    Общие положения...........................................

2« Оценка показателе*» надежности элемента Л11;.................

J.    Оценка уровня качества изоляиионно-уклацочннх работ по ре-,

зудьтатаи эксплуатации....................................

4.    Прогнозирование показателей наде.июсти элемента JiTF.......

5.    Литература ••••••..........................................

6.    Приложения ................................................

министерство ! Методика расчета единичных пока-предприяти2Ш! saTeJieil коррозионном безотказнос-нефтянои и га! ти линейпок части трубопроводов зовоп промыт-! леннрсти !

к -_

впервые

I. ОБЩИЕ 1ЮЛ0«ЕШ

1.1.    линейная часть подземных стальных магистральных трубопроводов являясь строительным сооружением, в тоже время входит составным элементом в комплекс технологического оборудования душ транспорта нефти» газа и нефтепродуктов.

Как сооружение ЛХВ характеризуется показателей! конструктивной надежности » а как элемент технологического комплекса магистрального трубопровода» ЛХР долина характеризоваться показателями надежности» устанавлива-ыыми для всех его составных частей; собственно подземного трубопровода* перекачивающих станций» запорной арматуры и пр.

1.2.    Надежность Л1Р в эксплуатации* характеризуемая отказами* зависит от множества причин: дефектов труб» сварных соединено! » изоляционного покрытия* траншеи» балластировки» электрохимзащцты и т.д. Наступающая

в результате их потеря прочности или герметичности трубопровода обусловлена ослаблением сечения труби под действием таких факторов* как потеря устойчивости» усталостные деформация* развитие дефектов под воздействием нагрузок* почвенная коррозия» внутренняя коррозия и эрозия и др.

I#»*# Для интегральной оценки на серости ЛТВ с учетом Есех воздействующих факторов необходимо определение показателей надежности дифференцировано по каждому фактору или группе однородных факторов.

1.4. Цель настоящей методики - определение показателей надежности ЛТР с учетов факторов почвенной коррозии к причла ее внзыващих (качества лзоляционно-ухсладошшх работ и эффективности злектрохшзащиты)»

* Утверздено ВИИИСХом

I М    II

Срок введения

Внесено

ВШШСХом

1W_г. !

IS8 г.

5.

характеризуемых в дальнейшем как " критерии почвенная коррозия".

1.5.    Методика устанавливает единый подход к определению видов показателен наде:шости для конструктивных элементов и линейно!! части трубопровода (ЛТП) в целсм» и методу! оценки и прогозирования этих показателей по критерию "почвенная коррозия".

1.6.    11од оценкой показателей надакности ЛТР подразумевается их определение вероятностно-статистическими методами но результатам ретроспективного анализа данных об отказах по критерию "почвенная коррозия"

Оценка показателей надежности ЛIP производится с целью определения фактической надедшости действующих трубопроводов» эффективности используемых средств и методов защиты от почвенной коррозии» их совершенствования и уточнения показателей надежности при разработке» проектировании и строительстве новых трубопроводов по мере накопления ста-тиотическоп информации об отказах.

1.7.    Прогнозирование показателей надежности ЛХР по критерию "почвенная коррозия" - есть их определение для проектируемых» сооружаемых или эксплуатируемых трубопроводов методами аналитического расчета физико-химических процессов старения изоляционных покрытий и коррозионного износа металла трубопроЕодсЕ с использованием методов дис-ле/>сиоыного анализа этих процессов для повышения достоверности прогнозирования и учета множества случайных воздействующих факторов.

Прогнозирование показателей надежности ЛТР производятся при:

-    разработке технических заданий на создание» освоение производства и внедрения новых материалов» готовых изделия» технологических процессов для трубопроводного строительства;

-    разработке и проектировании новых систем линейно* части магистральных трубопроводов;

-выборе оптимальных вариантов матеииалов» технологий и т.п. и опреде-

р

ленил дёбпективнкх направлена* развития трубопроводного строи-

тельства с учетом почвенно-климатических у слови;, строительства и эксплуатации;

-    прогнозирования и планировании технического уровня и ячества технологии конструкции трубопроводов! материалов и пр.;

-    обследовании л анализе состояния трубопроводов: вводимы* в стро.. и эксплуатируемых» для оценки сроков и условие, безопасной эксплуатации» планировании объемов» видов и сроков проведения обследование и ремонтно-профилактических работ и мероприятия.

1.8 .Линейная часть магистрального трубопровода является протяженным технически сложным объектами Пря определения показателей наде:люстя в ней следует различать:единичны*; элемент» трубопровод в целом (всю его линейную часть) и совокупность трубопроводов» образующих систему.

2.^.Кдиничный элемент (в дальнейшем именуемый элементом) -это часть £№ тако:, протяженности» на которое показатели безотказности pi в выбранной фиксированной точке произвольно взятого элемента не коррелировать (стохастически не связаны) с показателями безотказности    или    р£г1    для    соответствующе., точки любого из дву* соседних

элементов.

Обязательным услоЕием выбора элег^Гтов является условие их однородности на участках Д1Р без разветвлении» между двумя соседними крановыми узлами» перекачивающими» компрессорными станциями или станциями катодной защиты (выбирается из задач расчета и особенностей эксплуатации) или гранипами почвенных зон с различными характеристикой коррозионной активности грунтов.

Признаками однородности элементов по фактору "почвенная коррозия" являются:

принадлежность грунтов к о диод группе коррозионной активности (засоленность» влажность» тип грунта» его температура» структура грунта» наличие в грунта бактерий»);

тип изоляционного покрытия;

диаметр и толщина стенки трубопровода*

7

диня элемента монет колебаться в довольно широких пределах. Точность достоверность задаваемой величины элемента зависят от методов и средств змереннл перечисленных признаков однородности.

I. 10. Трубопровод - совокупность элементов JLTFi 1*т , образующих сред-тво транспорта продукта от места забора O'iUlTt отвод» хранилище я пр.)

о потребителя ЦТС» хранилище tJU и пр.) в однониточном исполнении» име-щее наименование.

1Г~£&

J. I1. Система трубопроводов» совокупность трубопроводов» образу-щих систему транспорта продукта» например: многониточная система тру-опроводов» система газо или нефтеснабаения региона и т.п.

в.

2. ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ! НАДЕЖНОСТИ ЗДШШТА ЛТР.

2.1.    Оценка показателей наде:шости элемента ЛТР, дпроизводлтся методами теории вероятностей и математической статистики /I/.

2.2.    Задача оценки показавелел надежности элемента ЛТЕ состоит в том, чтобы на основе анализа выборки (отказов /от элемента Л1Р по причине почвенной коррозии) из генеральной совокупности (всех отказов на рассматриваемом участке Л ТЕ), сделать научно-обоснованное заключение о распределении плотности вероятностен этих отказов и его параметрах, на основании которых и определяете:1 показатели наивности элемента Л1Р.

З.о. В качестве исходных дашшх для проведения расчетов с целью оценки показателен надежности элемента ЛТР по критериям коррозионной безотказности используется информация об отказах трубопроводов по причине почвешюи коррозии.

Перечень необходимых сведении (исходных /данных) об отказах приведен в прил о&ении I.

2.4.    Все отказы,относящиеся к почвэнлоп коррозии представлдшт собоь генеральную совокупность исходных данных. При -формировании внборю! из генеральное совокупности отказов следует руководствоваться следующими правилами:

все отказы по причине почвенной коррозии подразделяются по типам изоляционных покрытии, почвенно-климатическим зонам» диаметру и толщине стенки трубопровода.

2.5.    Полученные выборки из статистики отказов проверяются на достаточность (полноту и представительность) в соответствии с р.20.3 /I/.

Лля выборок, удовлетворяющих требованиям достаточности строятся гистограммы по критериям наработки до отказа. Общие правила построения гистограмм изложены в /з/.

j.G. Полученную выборку отказов следует относить к условному единичному элементу.

2.7. Существующая в настоящее время в службах эксплуатации практика замены при отказах некоторого участка трубопровода позволяет в первом приближении за условные элемент принять длину восстанавливаемого участка

С& =■ 100м из условия:

С =    )    *■    £%    (г)

где:    Mffs)    -математическое    ожидание    длины восстанавливаелюго участка

т\

О'А    - среднее квадратическое отклонение

соответствует вероятности Р = 0.% для нормального закона распределения случайной величины •

2.8. При построении гистограммы наработки до отказа лолмно учитывать

ся общее число условных элементов на рассматриваемом участке ЛХР. Для этого при переходе к функция плотности вероятностей общее число отказавших условных элементов /2^. за I -к;, период эксплуатации (обычно за один год) должно быть отнесено к общему числу элементов выбранного участка    )» а не к общему числу отказавших элементов за все время

* т.к. это может привести к значительному занижению характеристик нале люст2.

Однако на показатели надежности элемента Jilt данного участка с определенного периода времени начинают оказывать воздействие плановые капитальные ремонты с заменой труб. Для учета влияния ремонтов на относитель-но^чкело отказов вводится корректирующая Функция вида ( 21/2^-27^).

l*i i*i с

Тогда относительное приведеннбе число отказов на с -ый год определяет

ся как:

Д М-я*;/Уэ -    +    ^

где:    р£ - количество отремонтироианнх элементов за £ -ш* гол.

Итоговая гистограмма наработки до отказа элемента ДХР строится в координатах £    £J

Пример формирования однородно^ выборки и построения гистограммы наработки рассмотрен г П' илqkzhuh 2.

Л/

л*

2.9.    Определение моментов полученного распределения: математического ожидания    дисперсии    коэффициента    ассикетрии    /п3

и эксцесса /%. производится в соответствии с общими правилами» изложенными в р.6/1/.

2.10.    Определение вида (закона) полученного распределения. Физические явления энтропийного характера износа (старение» коррозия и т.п.)» происходящие в сложных технических системах» описывается в основном /J/ двумя законами: нормальным и гамма-распределение*»;, принадлежность конкретного распределения к тому иля иному виду устанавливается в зависимости от величины £ • определяемо.* из выражения

* ~М{г} ASSIST

При    принимается    закон    "гамма-распределение",    К

т/гьмб/Д.    *

2.11.    Средняя наработка до отказа t (определяется для элемента

Л1Р) - это математическое ожидание наработки элемента до первого отка-

L = #{*} = f/Ъ G/л)    ft)

где:    -    наработка до первого отказа с -го элемента;

/% - относительная частота с-го элемента

tl* /I, t/iz / ... п*

2.12. 11а основании полученных оценок математического ожидания Mfrf и дисперсии %){*} наработки до отказа определяем параметры распределе

ния:

2.12.1. Для нормального (см.п.2.9.) распределения параметры С z &

определяются из условия

C^f*}*#*

(г)

где:    СГ    -    среднее    квадратическое    отклонение    (СКО) наработки.

2.12.2. Для гаша-распределения (см.п.2.$.) параметры Z и И

определяются из условия

—-

//.

где £ - порог чувствительности.

Приравнивая наУ.ленные из опытных дашшх значения ?    S*~2){t};

/77j соответствуюилм теоретический значениям моментов» иьсеа«:

f J = iStZ/*j

j г *9£SJ‘/fa/ t i. -F- Л[si

2.1o. Вероятность безотказно!, работы за время Hfi) определяется:

элемента ЛИ*

2.ЮЛ. Для нормального закона:

, . / &-*)* (Ffcf fe г* '«St

it

иля в приведенной! виде (функция Лапласа)

где

* <г

Функция Лапласа табулирована для

Таблица значени!! функции Лапласа приведены в /2/. 2.13.2. Для Галва-распределешш:

ИМ- t- S/W

где    ь

Г{*) - гамшнрункция вида

Для целых 2: :

r{*)=b-/J/

Тогда для целых г имеем:

(/о)

(")
frz)
(п)
P>frJ=l-e

г~4

£ 1/11

ж-

Значения //x-jy «^/приведены в табл.1 приложени* 4.

2.14. Средняя срок службы 7* определяется как математическое ожидание наработки до отказа для невосстанавливаемого объекта* независимо от вида распределения

W, *Mft]

(к)

3. ОЦЕНКА У РОЗНЯ КАЧЕСТВА ИЗОЛЯЦИОННО-УКЛАДОЧНЫХ РАНОГ

/3.

3.1. Показатель качества изоляционно-укдадочных работ определяется путем сопоставления фактического начального переходного соп-ротивления Кл.ч. с нормативным Кп.н. * ипрвделноцигм aw ГОСТ 25812-83.

1<£)

3.2. Фактически начальное переходное сопротивление моаот быть оценено, исходя из измеренного переходного сопротивления Ил(Ъ)ъ момент времени iL , из выражения

где Т - постоянная времени старения изоляционного покрытия в зависимости от типа изоляционного покрытия и удельного сопротивления грунта ^см, табл. 5прилокения 4);

flflg - нинечное пере*одное сопротивление труоа-земля, определи -ется по номограмме Ссм.рис.I приложения ч)

Ввду того, что значения 71 и Я**. представлены интервальными оценками ^например    (fry    Я)г    )),    то    целесообразно    определить

интервал возможных значений &а.н.

^.ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПАДШЮСТИ ЭЛЕМЕНТА ЛТР.

♦.I. Для прогнозирования показателей надежности элемента ЛТР могут быть использованы аналитические зависимости протекания энтропийных процессов в изоляционных покрытиях и металле трубопроводов под воздействием почвенной коррозии.

4.2. Процесс старения изоляционных покрытий происходит по экспоненциальному закону и описывается выражением /5/

/    _    %[&i &7.м - & 4£rJ

tm ~ f? п о    W3)

WI Лог “ СУ1 Ъл.г.

где {иъ - время достижения изоляционным покрытием критического состояния, характеризуемого -критическим переходным сопротивлением изоляции, при котором начинаются активные коррозионные процессы в металле трубопровода; Тс - постоянная времени старения изоляционного покрытия;

- соответственно, начальное и конечное переходные сопротивления.

Рекомендуемые значения ^ и Тс для типов изоляционных покрытий и почвенно-климатических зон приведены в npi\&o#qh#m4) 4*3. Процесс коррозионного износа металла (стенки трубы) происходит с относительно постоянной средней скоростью, начиная со 2-3 года /*/, определяемой коррозионной активностью грунтов, описывается выражением вида

I =    (/*>

где: ^ - время достижения критической глубины коррозионных каверн;

f - толщина стенки трубопровода;

с/\ - коэффициент критической глубины коррозионных каверн, выбираемый из анализа статистической информации о полных коррозионных отказах ( см. п. 4.8.2    )

/Й;- средняя скорость коррозии металла (мм/год) в кавернах

/г.

для рассматриваемого участка (см. 1фижс*ени&4)

4»4* Общее время наступления коррозионного отказа i кор. определяется таким образом, как сумма

Выражение {20) справедливо для полных коррозионных отказов, когда процесс сплошного старения изоляционного покрытия и активных коррозионных явлений происходит последовательно. При наличии повреждений изоляционных покрытий с начала эксплуатации имеют место частичные отказы (свищи), для которых составляющую можно не учитывать.

4

4.Ь. Общепринятые аналитические выражения {i8,/9) не учитывают всего многообразна эксплуатационных характеристик и случайных факторов, влияющих на скорость протекания энтрояийных процессов. Вследствие чего полученная точечная оценка 7^ может существенно отличаться от фактической в обе стороны.

Для повышения достоверности прогноза надежности трубопроводов примем аналитическую оценку 1*0Р% как среднестатистическое время наступления отказа и введем в выражение {20) корректирующую функцию 6^ор , учитывающую фактические воздействия случайны факторов.

4. = 4 *4 15*0*    W)

где: (oiqr CKO наработки до коррозионного откааа.

4.6.    Для определения величины 6^ используются исходные данные об отказах и условиях эксплуатации трубопроводов (см.при.1).

4.7.    Определение корректирующей функции для величины ^гз • 4*7.1. На достоверность расчета по (2/) влияют: погрешность

определения начальных и конечных условий (), а также обоснованность критерия отказа изоляционного покрытия ( Л*г). Область разброса Л 4з возможных значений величины обуславливающая начало активных коррозионных процессов в металле трубы может быть существенно уменьшена за счет:

Страница 19
↑ Наверх

Ль

-    более точных измерений и оценки начальны* и конечных условий -И п.н. # J> гр, т.к. %п.к. « £ (у^гр)

-    ди^ференицрованного назначения величины £*r С см. прило* зависимости от типа изоляции и почвенно-климатически* зон;

-    вероятности/^ оценки распределения величины "Ьъ на интервале 4Тс.

4.7#£.. Мероприятия по уточнению /&.н., /£п.к., £ot обеспечивают повышение точности оценки 4нъ/£сг) в пределе

/% / ==>а*9    (гг)

Чтобы доопредели!о величину на интервале л Тс воспользуемся вероятностными методами. Согласно /3/ процессы старения конструкций (в нашем случае изоляционный покрытий) подчиняются, в зависимости от скорости протекания, Гамма - или нормальному закону. Приведенные о пргло,г&/*?Ъиачения интервалов Л Тс в током случае, можно рассматривать как дисперсию времени старения изоляционного покрытия. Положим тмАх- Т***~    о

WnZftJ

тогда для Л-х основные типов изоляционные покрытий и 3-х групп грунтов /Ь/ можно построить семейство распределений, характеризующих процесс старения и для каждого распределения определить с требуемой вероятностью (9Ъ?, 99?,...) время наступления отказа изоляционного покрытия ( Ёог ). Геличин^опеределяется из выражения    ,    ч    _

4s (&") ' М{Ъ}-!°г    (24)

где 6^, - корректирующая функция времени старения изоляционного покрытия, найденная из номинальных начальных условий ( /?и.н. = -дп.н. ); значения <£длл Р * 0,9П;Ц99 и соответствующие им i»i приведены в прил.

р п норм    п    факт

у.7.3. Ь случае отличия значений mi от ^п.н. Спри /ып.н.<

^ И П.ИП,* £п ( t)< Я п ? I) время 6М% (ЯоГ) определяется из (/8 ) по формуле:

//.
/ , м{те}{& /£"- & /?„) йм'    ^4-й Аж.    л    (2Я

n Факт

где *п.н. - измеренное значение лсреходного сопротивления для элемента Л на рассматриваемом участке трубопровода;

- для у^/ЙУпри /■ > I года, сначала определяется fi п?н1 ( £*0), см. р.6 настоящей методики, а затем по (25) находится 1к

/ОСТ у у

и оставшееся время до отказа изоляционного покрытия    - с*, -ct-

4 .6. Определение корректирующей функции для величины tu ^.8.1. На достоверность прогнозирования времени коррозии мет» ла трубы tu до полного отказа влияют;

-    выбранная величина критерия отказа duo

-    величина ожидаемой скорости коррозии #к (мм/год) в кавернах для элемента ^э на рассматриваемом участке трубопровода при ypoj не защищенности участка средствами ЭХЗ менее нормативного; при нормативном уровне защищенности (не менее 97% по ГОСТ 25812-83) скорость коррозии может быть принята равной /6,7,8/ 0,01+0,03 мм/год,

^.8.2. Величина коэффициента е/по, характеризующая максимальную глубину коррозионных каверн по критерию "полный отказ", прин! мается равной

^ по « 0,75/p^Q^

{26

в 0,7/p^gg

^.8.3. За величину ожидаемой скорости коррозии $: кавернах м< гут быть приняты интервалы значений ^ для различных грунтовых условий, рекомендованные в /9,10/ при условии отсутствия ЗДЗ, npi веденные в прил. 4 , Указанный интервалам й не противоречат результаты анализа статистики полных и частичных коррозионных отказов. Выбранную скорость коррозии К можно считать /II/ со 2*Зего года эксплуатации равномерной.

Сохраните страницу в соцсетях:
Другие документы раздела "Прочие"
РАЗДЕЛЫ САЙТА

НОРМАТИВНЫЕ
ДОКУМЕНТЫ

ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ