Научная статья на тему 'Методология структурного анализа материалов при решении задач управления безопасной эксплуатацией технических устройств опасных производственных объектов'

Методология структурного анализа материалов при решении задач управления безопасной эксплуатацией технических устройств опасных производственных объектов Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
72
30
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Методология структурного анализа материалов при решении задач управления безопасной эксплуатацией технических устройств опасных производственных объектов»

ретроспективным обзором позволяет выявлять тенденции изменения качества атмосферного воздуха в городах и промышленных центрах, что необходимо для оценки эффективности принимаемых мер по охране воздушного бассейна на конкретной территории.

Список использованной литературы

1. Бельдеева Л.Н. Экологический мониторинг: учеб. пособие / Л.Н. Бельдеева. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ им. И.И. Ползунова, 1999. - 122 с.

2. Мониторинг и методы контроля окружающей среды: Учеб. пособие в 2 ч.: Ч. 2. Специальная / Ю.А. Афанасьев, С.А. Фомин, В.В. Меньшиков и др. -М.: Изд-во МНЭПУ, 2001. - 337 с.

3. Матвиенко И.И. Мониторинг окружающей среды: Учеб. пособие / И.И. Матвиенко, Е.С. Лен. - Минск: МГЭУ им. А.Д. Сахарова, 2008.

МЕТОДОЛОГИЯ СТРУКТУРНОГО АНАЛИЗА МАТЕРИАЛОВ

ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

О.Н. Болдырева, доцент, к.т.н., ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г. Воронеж

В.М. Усков, профессор, д.мед.н., профессор, Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж

Для формирования требований к системе и ее функциям, а затем для разработки собственно системы, которая соответствует заданным требованиям и исполняет заданные функции, использована методология структурного анализа (Struktured Analisis & Design Technique) [1]. В наибольшей мере решению этой проблемы соответствует методология стандарта IDEFO, которая представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой-либо предметной области. Результат применения методологии - модель, которая состоит из диаграмм, фрагментов текстов и глоссария, имеющих ссылки друг на друга [2].

Определены и описаны главные взаимодействия, которые активируют основную функцию:

1. В качестве ресурса принят расчетный ресурс (РР) технических устройств (до начала эксплуатации на ОПО). Эта характеристика задается в зависимости от применяемых материалов, их химического состава, режимов термической обработки и физико-механических свойств, а также вектора {al, a2, ..., aij, ...}={ai} совокупности эксплуатационных параметров, таких как

температура а1, внутреннее давление а2, действующее напряжения а3, вид напряженно-деформированного состояния а4, агрессивность среды а5 и т.д.

2. Продуктом выполнения данной функции является также срок эксплуатации оборудования, но уже с учетом определенного времени работы при заданных параметрах. Две стрелки на выходе из блока означают, что ресурс после определенной наработки может быть представлен в одном из двух видов: ресурс остаточный или индивидуальный остаточный РО (/а1) и ресурс послеремонтный РП (М). Под послеремонтным ресурсом понимается назначенный срок эксплуатации узла или детали технического устройства после его ремонта либо после замены.

3. В качестве управляющих воздействий приняты нормативно-техническая документация (НД) на технические устройства (ГОСТы, ТУ и РД Ростехнадзора) и эксплуатационно-техническая документация (ТД) рассматриваемого оборудования, включающая проектно-конструкторскую документацию на техническое устройство, паспорт оборудования, инструкции по эксплуатации, ремонтную документацию, физико-химические явления (ФЯ), происходящие в металле ТУ при длительной эксплуатации.

4. В качестве механизмов исполнения функции приняты реальные режимы эксплуатации оборудования (Э), от параметров которых зависит состояние металла на данном этапе работы, экспертиза, проводимая в заданные НД сроки (О).

5. Вызов (запрос) разделяет или соединяет информацию между моделями или элементами данной модели, может отсылать для получения дополнительной информации к другой модели. В рамках данной контекстной модели в целях реализации механизмов исполнения запрашивают базу данных технических устройств (БД ТУ ОПО) и базу данных состояния металла (БДСМ) в целях получения информации о безопасной эксплуатации различных ТУ ОПО, о характере изменения физико-механических характеристик и микроструктуры. ГОББО-модели представляют собой иерархическую структуру, на вершине которой размещен блок (контекстный) всей системы как единого целого, а на нижних уровнях расположены детализированные блоки диаграммы.

Технические устройства (А1) эксплуатируют согласно требованиям ТД и НД, задавая требуемый показатель §тр при фактических условиях и режимах (Э).

Рис. 1. Контекстная диаграмма безопасной эксплуатации ТУ ОПО

Рис. 2. Детализированная контекстная диаграмма (декомпозиция А-О): РТ - измененный (текущий) ресурс эксплуатации после определенного срока наработки оборудования при фактических режимах, РИ - исчерпанный ресурс эксплуатации ТУ ОПО

Рис. 3. Декомпозиция блока оценки технического состояния ТУ ОПО (А2): АИ-акустические измерения

После некоторого срока наработки техническое состояние оборудования изменяется, соответственно уменьшается и ресурс, но должна оставаться необходимая вероятность того, что остаточный ресурс выше требуемого уровня Р {g(u)>gтр}=y. Для определения индивидуального (остаточного) ресурса (РО) оценивают g(u)=M[g(u) реальное техническое состояние ТУ ОПО (А2) путем проведения экспертизы (О).

Оценка технического состояния (А2) включает в себя анализ эксплуатационно-технической документации (А21) и определение статического уровня gст, проведение собственно экспертного обследования gэкс (А22), принятие решения и выдачу заключения (А23) ^7(u)>gтр. Декомпозиция блока оценки технического состояния ТУ ОПО (А2) показана на рисунке 3. Срок дальнейшей эксплуатации определяют на основании результатов анализа документации (АД) и экспертизы (АР) с учетом результатов запросов из баз данных.

Физико-металлические характеристики и результаты металлофизических исследований (ФМ), а также выбранный и обоснованный метод акустической структуроскопии (АВ) из комплекса методов исследования (КМ) являются исходными данными для определения акустических характеристик металла. Декомпозиция блока определения состояния металла (А225) по акустическим характеристикам приведена на рисунке 4.

АВ-выбранные способы акустических измерений; АВ1-результаты акустических измерений исследованных сталей в различном структурном состоянии и после разных сроков эксплуатации и их взаимосвязи с физико -механическими характеристиками. За величину степени поврежденности было принято отношение времени задержки ПАВ в момент диагностирования Ж/ с учетом времени задержки ПАВ в металле с исходным состоянием структуры Ж0.

Рис. 4. Декомпозиция блока определения состояния металла (А225) по акустическим характеристикам

Комплексный критерий предельного состояния длительно работающего металла можно выразить

„г Wt-WO Wf

К f = -

1 Wf-WО Wt ' '

где 7=1,0 : 1,1- коэффициент, учитывающий материал контролируемого элемента.

Комплексный критерий предельного состояния, выраженный в относительных единицах, позволяет судить о количественной величине поврежденности и прекращать эксплуатацию для замены контролируемого элемента, исходя из соотношения

Kf < 0,7 : 0,9.

Значение для ККПР для нового (Wt = Wt ) и разрушенного (Wz=Wf) элементов ТУ ОПО имеют соответственно значения 0 и 1, была отмечена его непропорциональная зависимость от времени эксплуатации, в соответствии с которой время до разрушения элемента можно определить из соотношения:

At =

1+Kf(p

где T - среднестатическое время эксплуатации элемента из определенного металла до его разрушения, ч; р=1,0 — 1,2-коэффициент, учитывающий условия эксплуатации.

Концептуальная модель, состоящая из диаграмм, текста и терминологического словаря, выполненная в формализованном виде и представленная функциями, каждая из которых отражает реальное состояние длительно работающего металла на всех этапах жизненного цикла технических устройств.

Список использованной литературы

1. Дэвид А. Марка, Клемент Мак-Гоуэн. Методология структурного анализа и проектирования: Пер. с англ. - М., 1993. - 240с.

2. Вендров А.М. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем.- М.: Argussoft Co, 1999. - 86с.

3. Смирнов А.Н., Муравьев В.В., Хапонен Н.А. Акустический критерий предельного состояния длительно работающего металла технических устройств опасных производственных объектов// Контроль. Диагностика.- 2004. - № 5. -С. 19-23.

ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ НА ТЕРРИТОРИИ В ПЕРИОД КУРОРТНОГО СЕЗОНА

М.Б. Бондарев, заместитель начальника пожарной части, Главное управление МЧС России по Краснодарскому краю, г. Краснодар

С.Ю. Ошкин, преподаватель, Академия ГПС МЧС России, г Москва

Краснодарский край является значимым субъектом Российской Федерации как важный курортный и аграрный регион. Актуальность темы исследования заключается в том, что численность людей, пребывающих на отдых в Краснодарский край велика и в курортный период превышает численность населения, проживающего в приморских районах. При этом существенно возникают риски возникновения пожаров, что в целом влияет на пожарную безопасность региона.

Ежегодно в Краснодарском крае происходит порядка 3,5 тысяч пожаров, на которых гибнет около 300 человек.

Статистика пожаров за 2010-2014 годы представлена в таблице 1.

Таблица 1

Сведения о пожарах и их последствиях в Краснодарском крае за 2010-2014 г.

Год 2010 2011 2012 2013 2014

Количество пожаров 3691 3567 3366 3506 3416

Гибель на пожарах 300 291 252 274 275

Распределение количества пожаров за 2010-2014 годы по месяцам представлено в диаграмме (рис. 1).

600 500 400

1111111

// '/ /////

Рис. 3. Распределение пожаров в Краснодарском крае по месяцам

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.