CC BY
199
УДК 622.691.4.053
О.Н. Мелехин, В.Е. Грязин
Оценка уровня надежности газотранспортной системы в зависимости от планируемых объемов капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов
Для оценки уровня надежности газотранспортной системы (ГТС) в зависимости от планируемых объемов капитального ремонта линейной части магистральных газопроводов (ЛЧ МГ) методом переизоляции необходимо:
• разработать вероятностную модель аварийности на ГТС;
• определить зависимость аварийности на ГТС от объемов планируемого капитального ремонта;
• рассчитать объемы капитального ремонта ЛЧ МГ, необходимые для поддержания показателей надежности ГТС на уровне требований ISO/DIS 16708 [1].
Аварийность на линейной части ГТС принято оценивать по частоте аварий X (число аварий в год х 1000 км ЛЧ МГ) - случайной величине, распределение которой имеет нестационарный временной характер, что обусловлено изменением технического состояния ЛЧ МГ из-за старения (увеличение аварийности) и проводимых ремонтных работ (уменьшение аварийности). Следовательно, использование значений X, отражающей аварийность одного года эксплуатации ЛЧ МГ, для оценки уровня надежности ГТС и его прогнозирования является некорректным; необходимо выявление среднего значения частоты аварий за несколько лет (X ).
Согласно статистическим данным за 2000-2009 гг. (рис. 1), при общем старении ГТС частота аварий на ЛЧ МГ уменьшилась за счет выборочного ремонта по итогам диагностирования, а также выполнения капитального ремонта по Программе ремонта изоляционных покрытий линейной части магистральных газопроводов на 20042010 гг. На начало 2010 г. Хср (за пять лет - 2005-2009 гг.) на ГТС ОАО «Газпром» составило 0,12.
При разработке статистической модели распределения аварийности на отдельных участках ЛЧ МГ учитывалось, что частота аварий на конкретном линейном участке является случайной величиной, определяемой техническим состоянием участка, и может существенно отличаться от Хср для ГТС. Вследствие того, что X на линейном
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Год
Рис. 1. Статистика аварийности на ЛЧ МГ ГТС в 2000-2009 гг.
Ключевые слова:
уровень
надежности,
газотранспортная
система,
капитальный
ремонт,
линейная часть, магистральный газопровод, переизоляция, частота аварий.
Keywords:
reliability level, gas transmission system, capital repair, line part,
trunk gas pipeline, re-insulation, accident rate.
№ 1 (17) / 2014
14
Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ
участке МГ не может иметь отрицательное значение; на большинстве линейных участков МГ X близка к Хср для ГТС; X на наиболее дефектных участках может во много раз превышать Хср, для описания распределения случайной величины X был использован закон Релея. В соот-вествии с ним плотность вероятности частоты аварий (f(X)) на ЛЧ МГ определяется по формуле
f (X) =-K-exp(—К—),
X2 2X2
ср ср
где Хср - средняя частота аварий на ГТС ОАО «Газпром» за последние пять лет эксплуатации.
Распределение f(X) на линейных участках МГ без учета планируемого объема ремонтных работ с использованием закона Релея приведено на рис. 2.
При расчете зависимости аварийности на ГТС от объемов планируемого капитального ремонта учитывается, что при формировании пообъектных планов капитального ремонта ЛЧ МГ в план в первую очередь будут вклю-
чены наиболее дефектные участки с наибольшей ожидаемой частотой аварий.
Распределение f(X) на линейных участках МГ с учетом объема ремонтных работ отражено на рис. 3, где X^ - это граничное значение частоты аварий на линейных участках МГ после выполнения ремонта по Программе комплексного капитального ремонта линейной части магистрального газопровода на 2011-2015 гг. (после капитального ремонта наиболее дефектных участков с наибольшей частотой аварий), определяемое по формуле
X* =X J-2ln(L -Lp2004-2010 1Г ),
где Xср = 0,12 (при сохранении объемов ремонтных работ на уровне 2004-2010 гг.); Хр - отношение протяженности планируемых к ремонту участков МГ за период 2011-2015 гг. к общей протяженности ЛЧ МГ ОАО «Газпром» (Гр > Хр2004-2010 IT ); Lр2004-2010 1Т- = 0,09 - отношение протяженности отремонтированных участков МГ за 2004-2010 гг. к общей протяженности ЛЧ МГ ОАО «Газпром».
ч
С
Рис. 2. Плотность распределения частоты аварий на линейных участках МГ без учета капитального ремонта
Рис. 3. Плотность распределения частоты аварий на ЛЧ МГ с учетом объемов
капитального ремонта
№ 1 (17) / 2014
Управление техническим состоянием и целостностью газопроводов
15
Объем капитального ремонта, тыс. км.
Рис. 4. Зависимость Хгр от планируемого объема капитального ремонта
На рис. 4 приведены результаты расчета Хгр на линейных участках МГ в зависимости от объемов ремонтных работ, планируемых в 2011-2015 гг.
Значение средней частоты аварий на ЛЧ МГ ГТС в зависимости от планируемого в 2011-2015 гг. объема капитального ремонта (Кр) определялось по формуле
Ч = j f (К X d X
0
При расчетах учитывалось, что на отремонтированных линейных участках X будет значительно ниже X , но не равна нулю, так как сохраняется вероятность аварий, обусловленных воздействием третьих лиц, природными воздействиями, нарушениями режимов эксплуатации. По статистическим данным, доля таких аварий составляет в среднем 25 % от всех аварий на ЛЧ МГ ОАО «Газпром» [2].
Результаты расчета XjJp показали, что для достижения на ЛЧ МГ ОАО «Газпром» аварийности, приемлемой требованиями ISO/DIS
16708 [1] (согласно которым интенсивность аварий не должна превышать значения 0,1), в 2011-2015 гг. необходимо вывести в капитальный ремонт около 29 тыс. км ЛЧ МГ (рис. 5).
Предложенная вероятностная модель аварийности позволяет оценивать уровень надежности ГТС в зависимости от планируемых объемов капитального ремонта методом переизо-ляции.
Список литературы
1. ISO/DIS 16708. Нефтегазовая промышленность - Транспортировка
по трубопроводам - Методы предельного состояния, основанные на надежности.
2. Рекомендации по учету влияния техникотехнологических, природно-климатических и других факторов при прогнозировании аварийности на МГ ОАО «Газпром»
(утв. начальником Департамента по транспортировке, подземному хранению и использованию газа Б. В. Будзуляком 27.03.2007 г.).
№ 1 (17) / 2014
