CC BY
77
УДК 69.058.5
https://doi.org/10.24411/0131-4270-2018-10305
ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ В РАМКАХ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ И ЦЕЛОСТНОСТЬЮ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ПЛОЩАДНЫХ ОБЪЕКТОВ
Б.В. БУДЗУЛЯК, д.т.н., проф. кафедры сооружения и ремонта газонефтепроводов и хранилищ, президент СРО «Ассоциация строителей нефтяного и газового комплекса» Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина (Россия, 119991, Москва, Ленинский пр., д. 65, корп. 1) А.П. ЗАВЬЯЛОВ, к.т.н., доцент, главный технолог
ИТЦ «Оргтехдиагностика» АО «Газпром оргэнергогаз» (Россия, 115304, Москва, ул. Луганская, д. 11). E-mail: [email protected]
Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина (Россия, 119991, Москва, Ленинский пр., д. 65, корп. 1). Р.М. ИМАНСАКИПОВ, аспирант
Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина (Россия, 119991, Москва, Ленинский пр., д. 65, корп. 1). E-mail: [email protected]
В статье рассмотрены проблемы планирования ремонтно-технического и диагностического обслуживания технологических трубопроводов компрессорных станций, возникающие по мере внедрения в ПАО «Газпром» системы управления целостностью и техническим состоянием (СУТСЦ) площадных объектов. Показано, что изменение алгоритмов принятия управленческих решений в рамках СУТСЦ ведет к необходимости совершенствования системы диагностического обслуживания и моделей для оценки параметров надежности, рассмотрены практические предложения.
Ключевые слова: система технического обслуживания и ремонта, показатели надежности, оборудование и трубопроводы компрессорных станций.
Одной из приоритетных целей Энергетической стратегии России на период до 2030 года является стабильное, бесперебойное и экономически эффективное удовлетворение внутреннего и внешнего спроса на газ. Ее достижение газотранспортными предприятиями тесно связано с обеспечением надежности и безопасности трубопроводов и оборудования объектов транспорта газа. При этом необходимо учитывать финансово-экономические ограничения в процессе проведения мероприятий по обеспечению требуемого уровня надежности [1].
Для обеспечения надежности оборудования и трубопроводов при оптимальном расходовании ресурсов ПАО «Газпром» разработана система управления техническим состоянием и целостностью технологических трубопроводов и оборудования площадных объектов, энергохозяйства и подсистемы противокоррозионной защиты объектов газотранспортной системы (СУТСЦ ТТ и ПО) [2].
Нормативно-техническая база СУТСЦ ТТи ПО состоит из более чем 20 стандартов и рекомендаций ПАО «Газпром». Система подразумевает выполнение расчетных оценок работоспособности (в том числе с использованием методов теории надежности) участков технологических трубопроводов (ТТ) и площадных объектов (ПО), а также назначение объемов, методов и сроков диагностирования и ремонта, оценку стоимости назначенных технических мероприятий.
Нормативно-методическая база некоторых стандартов, составляющих СУТСЦ ТТ и ПО, подразумевает проведение расчетных оценок надежности технологического оборудования. Но расчетные модели таких подходов не всегда удается реализовать на практике ввиду необходимости определения большой номенклатуры исходной информации, получаемой, в том числе, в результате диагностических обследований. Корректная оценка параметров надежности оборудования и трубопроводов, как показала практика,
требует увеличения объемов и, соответственно, стоимости диагностических работ, что, в силу того, что ремонт и диагностические работы планируются в рамках единой статьи расходов, ведет к снижению объема ремонтных работ и таким образом может способствовать постепенному снижению надежности.
В этих условиях возникает вопрос создания корректных расчетных моделей для оценки параметров надежности трубопроводов и оборудования без увеличения объемов диагностических работ.
В качестве примера, можно рассмотреть разработанную в рамках научно-методологического обеспечения СУТСЦ ТТ и ПО Методику оценки технического состояния технологических трубопроводов и оборудования компрессорных станций газотранспортной системы [3], устанавливающую порядок ранжирования технологических трубопроводов и оборудования компрессорных станций (КС) по приоритетности ремонтно-технического обслуживания.
Методика [3] предназначена для оценки технического состояния технологических трубопроводов по значению показателя технического состояния ТТ компрессорных цехов (КЦ) с последующим принятием управленческих решений на основе такой оценки. Рекомендованный алгоритм определения показателя технического состояния:
Птс = (Укрн у>
' крн + ^корр ' корр
+ К V ^сс Псс
+ Узп ПпН1 - ю) +
где: Укрн - параметр, учитывающий предрасположенность трубопровода к КРН, определяется в соответствии с СТО Газпром 2-2.3-760-2013 [4]; ^корр - параметр, учитывающий скорость коррозии на трубопроводе, определяется в соответствии с СТО Газпром 9.0-001 [5], Узп - параметр, учитывающего качество защитного покрытия подземных трубопроводов (СТО Р Газпром 9.4-013 [6]); Ут - параметр, учитывающий поврежденность недопустимыми до эксплуатации дефектами обследованных труб (СТО Газпром 2-2.3-407
[7]); ^сс - параметр, учитывающий наличие недопустимых до эксплуатации дефектов обследованных сварных соединений (СТО Газпром 2-2.4-715-2013 [8]); укрн, укорр, ут, усс - весовые коэффициенты параметров ТТ КС, определяющих их техническое состояние; ю - параметр, учитывающий полноту исходных данных диагностических обследований, выполненных на оцениваемом трубопроводе.
Указанная формула представляется суперпозицией ряда показателей, рассчитываемых в пяти СТО Газпром [4-8]. В табл.1 указаны данные о необходимом количестве входных параметров для расчетных оценок ключевых составляющих Птс.
Как следует из табл. 1, для достоверной оценки показателя технического состояния необходимо располагать большим количеством входных данных для расчета, существенную долю которых получают по результатам проведения диагностических мероприятий. Всего из 43 параметров, необходимых для проведения расчетной оценки Птс, 10 - определяются по результатам анализа проектной и исполнительной документации, имеющейся на КС; 17 - по результатам анализа статистических данных диагностических работ за предыдущие года эксплуатации оборудования (для чего необходимы специализированные базы данных); 16 - по результатам специально проводимых диагностических мероприятий.
В результате оценка параметров технического состояния ТТ осуществляется практически одним из двух способов.
Первый вариант предполагает отказ от проведения диагностических мероприятий, что позволяет исключить дополнительные затраты, но оценка производится по неполным исходным данным, и как следствие, снижается качество принимаемого управленческого решения.
Во-втором случае проводится необходимый объем диагностических мероприятий для качественного определения показателя технического состояния, но это требует дополнительных затрат, и сильно затягивает сроки принятия управленческого решения.
Таблица 1
Количество необходимых параметров для расчета Птс
Параметр Обозначение Кол-во параметров, необходимых для расчета и источники получения данных Требуемые методы диагностики для определения необходимых данных
Предрасположенность к КРН у крн 29 параметров: 6 - проектная док. 17 - статистические данные 6 - диагностика Внутритрубная диагностика + выборочный неразрушающий контроль состояния трубы в шурфах
Скорость коррозии у корр 1 параметр: 1 - диагностика Измерение коррозионной активности грунта в области прокладки трубопровода
Качество защитного покрытия у(зп) 2 параметра: 2 - диагностика Измерение сопротивления защитного покрытия с визуальной оценкой целостности покрытия в шурфах
Поврежденность недопустимыми дефектами труб ут 9 параметров: 4 - проектная док. 5 - диагностика Внутритрубная диагностика + выборочный неразрушающий контроль состояния трубы в шурфах
Поврежденность недопустимыми дефектами сварных соединений
2 параметра: 2 - диагностика
Внутритрубная диагностика+ выборочный неразрушающий контроль состояния трубы в шурфах
ю
Y
сс
46
ТРАНСПОРТ И ХРАНЕНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ И УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
Исходя из вышеупомянутого, совершенствование методологии оценки параметров надежности и ранжирования ремонтных работ возможно путем гармонизации методов оценки параметров надежности и системы технической диагностики,что подразумевает:
- изменение параметров планирования и организации системы технической диагностики в целях получения данных для принятия управленческих решений в рамках СУТСЦ ТТ и ПО (гармонизация с СУТСЦ ТТ и ПО);
- создание новых и модернизация существующих методов и средств технической диагностики с целью повышения точности и качества исходных данных для оценки параметров надежности;
- модернизацию расчетных моделей оценки параметров надежности [9];
- максимальное использование при расчете параметров надежности результатов регулярно проводимой технической диагностики;
- максимальное использование результатов статистического анализа и аналитической обработки данных диагностики.
Реализация поставленных целей по модернизации системы технической диагностики и совершенствованию методов оценки показателей надежности, позволит достичь следующих результатов:
- повышения качества управленческих решений, направленных на обеспечение эксплуатационной надежности оборудования и трубопроводов, без увеличения затрат;
- совершенствования системы выборочного ремонта трубопроводов по результатам анализа параметров надежности;
- разработки и совершенствования методов оценки ремонтных работ по критерию «стоимость-надежность».
При этом по отношению к технологическим трубопроводам и оборудованию КС будет достигнута основная цель внедрения СУТСЦ ТТ и ПО: сохранение высокого уровня надежности при снижении затрат.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гусейнов К.Б., Егоров С.И., Завьялов А.П., Лопатин А.С. Оценка параметров надежности магистральных газопроводов, испытывающих воздействие непроектных нагрузок: Учеб. пособ. М.: ИЦ РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2015. 95 с.
2. Концепция управления техническим состоянием и целостностью технологических трубопроводов и оборудования площадных объектов, энергохозяйства и подсистемы противокоррозионной защиты объектов газотранспортной системы. М.: ООО «Газпром экспо», 2015. 42 с.
3. Методика оценки технического состояния технологических трубопроводов и оборудования компрессорных станций газотранспортной системы. М.: ООО «Газпром экспо», 2015. 113 с.
4. СТО Газпром 2-2.3-760-2013. Инструкция по идентификации коррозионного растрескивания под напряжением металла труб как причины отказов магистральных газопроводов. М.: ООО «Газпром экспо», 2013. 48 с.
5. СТО Газпром 9.0-001. Защита от коррозии. Основные положения. М.: ООО «Газпром экспо», 2009. 32 с.
6. Р Газпром 9.4-013-2011. Защита от коррозии. Контроль состояния и оценка эффективности защитных покрытий подземных газопроводов. М.: ООО «Газпром экспо», 2012. 16 с.
7. СТО Газпром 2-2.3-407. Документы нормативные для проектирования, строительства и эксплуатации объектов ОАО «Газпром». Инструкция по отбраковке и ремонту технологических трубопроводов газа компрессорных станций. М.: ООО «Газпром экспо», 2010. 33 с.
8. СТО Газпром 2-2.4-715-2013. Методика оценки работоспособности кольцевых сварных соединений магистральных газопроводов.- М.: ООО «Газпром экспо», 2013. 29 с.
9. Захаров М.Н., Лукьянов В.А. Прочность сосудов и трубопроводов с дефектами стенок в нефтегазовых производствах.- М.: гУп Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2000. 216 с.
ASSESSMENT OF RELIABILITY OF TECHNOLOGICAL PIPELINES UNDER THE CONTROL SYSTEM OF THE TECHNICAL CONDITION AND INTEGRITY OF TECHNOLOGICAL PIPELINES AND EQUIPMENT OF THE AREA OBJECTS
BUDZULYAK B.V., Dr. Sci. (Tech.), Prof. of the Department of Pipeline and Storage Facilities Construction and Rehabilitation, President SRO Associationof Gas and Oil Complex Builders
Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University) (65, korp.1, Leninskiy pr., 119991, Moscow, Russia).
ZAVIALOV A.P., Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof., Chief Technology Engineer
Engineering and Technology Center «Orgtechdiagnostica» JSC «Gazprom orgenergogaz» (11, Lugansksya St., 115304, Moscow, Russia).
Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University) (65, korp.1, Leninskiy pr., 119991, Moscow, Russia).
E-mail: [email protected] IMANSAKIPOV R.M., Postgraduate Student
Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University) (65, korp.1, Leninskiy pr., 119991,
Moscow, Russia). E-mail: [email protected]
ABSTRACT
This paper presents the challenges in a planning of the maintenance and diagnostic service of the process pipelines of the compressor stations. Specifically these challenges are being discovered during the implementation of the management system of the integrity and the technical condition of on-plot facilities in Gazprom PJSC. Also this paper exposes that a changing of the algorithm of the management decision making in the management system of the integrity and the technical condition leads to the obligatoriness to develop both the diagnostic service system and models for the evaluation of reliability parameters. Practical proposals are examined as well.
Keywords: maintenance and repair system, the operational reliability assessment, equipment and pipelines of compressor station.
nPOEKTMPOBAHME, COOPy^EHME M ЭKСПflУАТАЦMfl rA30HE$TEnP0B0fl0B M rA30HE$TEXPAHMAM^
REFERENCES
1. Guseynov K.B., Yegorov S.I., Zav'yalov A.P., Lopatin A.S. Otsenka parametrov nadezhnosti magistral'nykh gazoprovodov, ispytyvayushchikh vozdeystviye neproyektnykh nagruzok [Evaluation of the reliability parameters of the main gas pipelines that are affected by non-project loads]. Moscow, ITS RGU nefti i gaza im. I. M. Gubkina Publ., 2015. 95 p.
2. Kontseptsiya upravleniya tekhnicheskim sostoyaniyem i tselostnost'yu tekhnologicheskikh truboprovodov i oborudovaniya ploshchadnykh ob»yektov, energokhozyaystva ipodsistemyprotivokorrozionnoyzashchity ob»yektov gazotransportnoy sistemy [The concept of managing the technical condition and integrity of technological pipelines and equipment of site facilities, energy facilities and subsystem of anti-corrosion protection of the gas transmission system]. Moscow, Gazprom ekspo Publ., 2015. 42 p.
3. Metodika otsenki tekhnicheskogo sostoyaniya tekhnologicheskikh truboprovodov i oborudovaniya kompressornykh stantsiy gazotransportnoy sistemy [Technique for assessing the technical condition of process pipelines and equipment of compressor stations of the gas transportation system]. Moscow, Gazprom ekspo Publ., 2015. 113 p.
4. STO Gazprom 2-2.3-760-2013. Instruktsiya po identifikatsii korrozionnogo rastreskivaniya pod napryazheniyem metalla trub kakprichiny otkazov magistral'nykh gazoprovodov [STO Gazprom 2-2.3-760-2013. Instruction on the identification of stress corrosion cracking of metal pipes as a cause of failure of main gas pipelines]. Moscow, Gazprom ekspo Publ., 2013. 48 p.
5. STO Gazprom 9.0-001. Zashchita ot korrozii. Osnovnyye polozheniya [STO Gazprom 9.0-001. Corrosion protection. Basic provisions]. Moscow, Gazprom ekspo Publ., 2009. 32 p.
6. R Gazprom 9.4-013-2011. Zashchita ot korrozii. Kontrol' sostoyaniya i otsenka effektivnosti zashchitnykh pokrytiy podzemnykh gazoprovodov [R Gazprom 9.4-013-2011. Corrosion protection. Monitoring the condition and assessing the effectiveness of protective coatings of underground gas pipelines]. Moscow, Gazprom ekspo Publ., 2012. 16 p.
7. STO Gazprom 2-2.3-407. Dokumenty normativnyye dlya proyektirovaniya, stroitel'stva i ekspluatatsii ob»yektov OAO «Gazprom». Instruktsiya po otbrakovke i remontu tekhnologicheskikh truboprovodov gaza kompressornykh stantsiy [STO Gazprom 2-2.3-407. Normative documents for the design, construction and operation of OAO Gazprom's facilities. Instruction on the rejection and repair of gas technological pipelines of compressor stations]. Moscow, Gazprom ekspo Publ., 2010. 33 p.
8. STO Gazprom 2-2.4-715-2013. Metodika otsenkirabotosposobnostikol'tsevykh svarnykh soyedineniy magistral'nykh gazoprovodov [Technique for assessing the serviceability of ring welded joints of main gas pipelines]. Moscow, Gazprom ekspo Publ., 2013. 29 p.
9. Zakharov M.N., Luk'yanov V.A. Prochnost sosudov i truboprovodov s defektami stenok v neftegazovykh proizvodstvakh [Strength of vessels and pipelines with wall defects in oil and gas industry]. Moscow, GUP Izd-vo «Neft' i gaz» RGU nefti i gaza im. I. M. Gubkina Publ., 2000. 216 p.
