CC BY
17
Экономика и управление в отраслях и сферах деятельности
Аллаяров У.Э. Allayarov U.E.
кандидат технических наук, доцент кафедры «Промышленная безопасность и охрана труда» ФГБОУВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», г. Уфа, Российская Федерация
безопасность и охрана труда», ФГБО ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»,
магистрант кафедры «Промышленная
г. Уфа, Российская Федерация
Потапова А.О. Potapova A.O.
УДК 66.02-044.952
DOI: 10.17122/2541-8904-2022-2-40-41-46
РИСКИ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ С ИСТЕКШИМ НОРМАТИВНЫМ СРОКОМ СЛУЖБЫ
Срок службы большого числа объектов и частей нефтегазового оборудования по всему миру приближается к первоначальному проектному или уже превысил его. Неправильное использование оборудования нефтегазового комплекса может легко привести к авариям, производственным сбоям или перебоям в поставках. Это не только создает непосредственную опасность, но и может привести к более масштабным экономическим потерям, а также нанести ущерб окружающей среде и человеческим жизням. Хотя плановая проверка может снизить некоторые риски, она не может выявить все потенциальные опасности. При использовании устаревшего оборудования возможные проблемы с безопасностью нельзя предсказать заранее. В совокупности все эти факторы могут представлять потенциальную угрозу безопасности деятельности нефтегазовых комплексов. При оценке состояния промышленной безопасности следует учитывать не только количественные показатели опасностей, но и факторы, которые могут существенно увеличить число аварий и тяжесть их последствий. К таким факторам можно отнести фактор практически непрерывного выбытия основных производственных фондов вследствие изношенности, устаревания оборудования. После анализа основных причин аварий и несчастных случаев, произошедших в период 2016-2020 гг., было установлено, что совокупная доля аварий, связанных с эксплуатацией оборудования с истекшим нормативным сроком службы, составила 64 %.
Целью данной статьи является обсуждение руководящих принципов оценки продления срока службы с целью обеспечения технической и эксплуатационной целостности нефтегазового оборудования. Рассмотрены некоторые угрозы целостности со стороны механизмов физической деградации. Выделены те механизмы, из-за которых установка ухудшается физически и функционально, включая человеческие факторы и организационные проблемы. Внесены предложения и рекомендации по продлению срока службы, без ухудшения при этом показателей безопасной эксплуатации опасного производственного объекта.
Ключевые слова: нефтегазовое оборудование, техническое обслуживание, продление срока службы, нефтегазовые установки, эксплуатационная целостность.
ECONOMIC SCIENCE
EcONOMiCS AND MANAGEMENT iN THE iNDUSTRiES AND AREAS OF ACTiViTY
RISKS OF OPERATING OIL AND GAS EQUIPMENT WITH EXPIRED REGULATORY SERVICE LIFE
A large number of oil and gas facilities and equipment parts around the world are approaching or have exceeded their original design life. Misuse of oil and gas equipment can easily lead to accidents, production failures or supply disruptions. This not only poses an immediate risk, but can also lead to wider economic losses as well as damage to the environment and human lives. While routine inspection can reduce some risks, it cannot identify all potential hazards. With obsolete equipment, possible safety problems cannot be predicted in advance. Taken together, all these factors can pose a potential threat to the safety of oil and gas complexes. When assessing the state of industrial safety, not only quantitative indicators of hazards must be taken into account, but also factors that can significantly increase the number of accidents and the severity of their consequences. These factors include the factor of almost constant retirement of main production assets due to depreciation and obsolescence of equipment. Having analyzed the main causes of accidents and incidents that occurred between 2016 and 2020, it was found that the cumulative share of accidents related to the operation of equipment with an expired standard service life was 64 %.
The purpose of this article is to discuss guidelines for assessing life extension to ensure the technical and operational integrity of oil and gas equipment. Some threats to integrity from physical degradation mechanisms are considered. The aim is to highlight those mechanisms by which an installation deteriorates physically and functionally, including human factors and organizational problems. To make suggestions and recommendations for extending the service life without deteriorating the safe operation of the hazardous production facility.
Key words: oil and gas equipment, maintenance, life extension, oil and gas installations, operational integrity.
Многие нефтегазовые объекты находятся на стадии продления срока службы, поскольку их первоначальный проектный срок службы истек. Наступит время, когда такое оборудование будет остановлено в связи с истечением срока безопасной эксплуатации. Однако при соблюдении определенных процессов и критериев срок его службы может быть продлен без ущерба для безопасных рабочих параметров [1, 2].
Существует множество факторов, влияющих на решение о продлении срока эксплуатации производственного объекта. Некоторые из них включают:
• необходимость использования оборудования намного дольше, чем предполагалось;
• развитие технологий, связанных с эксплуатацией оборудования, позволяет использовать его эффективно;
• замена оборудования на новое не оправдана экономически.
При планировании продления срока службы эксплуатации нефтегазового оборудования необходимо проанализировать системы управления безопасностью и рабочую силу, необходимую для управления уста-
ревающим объектом. Существует ряд угроз для целостности механизмов (физическая деградация), которые зависят от времени и, следовательно, усиливаются с возрастом объекта [3].
Основная цель данной статьи - предоставить некоторые рекомендации по оценке срока службы, чтобы обеспечить техническую и эксплуатационную целостность оборудования с истекшим нормативным сроком службы. Кроме того, в статье будут определены аспекты управления выработкой ресурса (устаревание, человеческие и организационные проблемы), основные задачи процесса продления срока эксплуатации. Будут внесены предложения и рекомендации по процессу продления срока службы.
Управление нефтегазовым оборудованием с истекшим нормативным сроком службы является важной проблемой для предприятий, которые намерены увеличить срок его работоспособности. Чтобы продлить срок службы нефтегазового оборудования, опасные производственные объекты должны быть достаточно безопасными и экономически выгодными для дальнейшего использования
в производстве. Под воздействием различных возмущений, обусловленных как технологическим режимом работы, так и нестационарным режимом течения нефтепродукта, может возникать гидродинамическое воздействие со стороны перекачиваемой среды на оборудование, сопровождающееся вибрациями, колебаниями, иногда превосходящими допустимые значения, которые следует учитывать при эксплуатации оборудования с истекшим сроком службы. В процессе эксплуатации оборудование находится под влиянием не только статических нагрузок, но и циклических, вернее, динамических, обусловленных как остановками работы, так и особенностями технологического процесса, постепенно снижая несущую способность конструкций, влияя на параметры напряженно-деформированного состояния [3]. Безопасного продления можно достичь путем определения подхода управления процессом старения и его реализации для контроля и смягчения последствий износа объектов [4, 5]. Физический износ, моральное устаревание и организационные проблемы эксплуатации — вот три аспекта выработки ресурса. Рассмотрим их ниже.
Физический износ - термин, охватывающий некоторые из основных причин старения и, следовательно, причину процесса продления срока безопасной эксплуатации. Кроме того, серьезные неблагоприятные методы технического обслуживания могут привести к ухудшению качества материала. Износ может быть связан с физическими, эксплуатационными и экологическими факторами, рассмотренными ниже.
Коррозия - разрушение материала из-за электрохимического взаимодействия с окружающей средой. Большая часть проблем внутренней коррозии возникает из-за коррози-онно-активных элементов, содержащихся в рабочих средах, таких как растворенные газы, например, С02 и Н^. Состав рабочих сред меняется со временем, и, например, изменение параметров среды, как правило, на более агрессивные, приводит к увеличению скорости коррозии. Продление срока службы устаревших морских объектов
Экономика и управление в отраслях и сферах деятельности
добычи нефти и газа затруднено сложностью обнаружения очагов коррозии на глубине. Коррозия открытых стальных деталей является растущей проблемой стареющих морских объектов, особенно при плохом техническом обслуживании (нанесении антикоррозионного покрытия).
Износ движущегося или вращающегося оборудования, в частности, из-за трения и динамических нагрузок.
Электрохимическая почвенная коррозия - это растрескивание вследствие электрохимической реакции материала с окружающей средой, которая включает коррозионное растрескивание под напряжением.
Накопленный ущерб - могут быть значительные накопленные повреждения, такие как вмятины и выбоины, главным образом из-за ударов предметов в результате технического обслуживания.
Уменьшение проходного сечения, закупоривание - снижение производительности трубопроводов, клапанов, труб теплообменников, систем сброса давления и т.д. Возникает из-за накопления продуктов коррозии, загрязнения и образования накипи и т.д. [6].
Любое ухудшение или проблема с опасным производственным объектом вследствие ненадлежащей эксплуатации с параметрами, многократно превышающими рабочие. Таким образом, планирование продления срока эксплуатации может помочь обеспечить актуализацию вопросов текущей эксплуатации, обновления информации и, следовательно, повысить эффективность работы оборудования. Кроме того, успех схемы управления, разработанной для продления срока службы, зависит от соответствия качества принятых мер и полноты их реализации [7-9].
Для поддержания структурной и функциональной целостности оборудования с целью продления срока службы крайне важна информация прошлого и настоящего состояния оборудования. Основная задача - проверить, является ли оборудование функциональным и соответствует ли оно назначению. Предлагается, чтобы процесс продления
ECONOMIC SCIENCE_
EcONOMiCS AND MANAGEMENT iN THE iNDUSTRiES AND AREAS OF ACTiViTY
срока службы включает следующие мероприятия, которые будут обсуждаться:
1. Стратегический сбор данных и информации по состоянию оборудования.
2. Поломки оборудования, проверки на критичность, испытание и мониторинг.
3. Вторичная проверка и детальный анализ результатов испытаний.
4. Факторы риска и оценка относительно устаревания в сравнении с аналогичным типом оборудования.
5. Выявление факторов, связанных с устареванием и организационными проблемами.
6. Возможные проблемы в процессе продления срока службы в связи с ухудшением эксплуатационных характеристик в соответствии с измененными технологическими параметрами.
7. Описание выявленных проблем.
8. Оценка риска.
9. План организации безопасного продления срока службы.
10. Неопределенности, связанные с продлением срока службы.
Возможные проблемы, выявленные в связи с износом материалов, заключаются в следующем:
• понимание механизмов старения, причин и способов отказов;
• понимание разработанных моделей износа с описанными критериями, для четкого представления о потенциальном ущербе;
• выбор верных параметров для описания текущего состояния обнаруженных дефектов;
• наличие достаточных знаний и планов действий для понимания влияния технического обслуживания на процесс продления срока службы;
• наличие достаточной компетенции и знаний среди работников для выполнения плана продления срока службы [10-12].
Эти проблемы актуальны только в зависимости от реальной информации, связанной с дефектами объекта, и того, насколько они доступны для устранения в их нынешнем состоянии износа.
После проведения оценки рисков и принятия соответствующих мер следует подго-
товить план управления продлением срока службы. Теперь у нас есть окончательный «план действий», состоящий из мер по снижению рисков (техническое обслуживание, модернизация, другие компенсирующие мероприятия и способы защиты), которые должны быть реализованы в течение периода продления срока службы.
Выводы
Таким образом, процесс продления срока службы должен осуществляться с учетом будущих экономических перспектив без ущерба для стандартов безопасности. Продление срока службы нефтегазовых объектов действительно может помочь сохранить их в работоспособном состоянии при условии полного выполнения разработанного плана продления срока службы по результатам экспертизы промышленной безопасности.
Результативная эксплуатирующая организация, выполняющая рекомендации, - это первый шаг к успешной дальнейшей эксплуатации объекта. Правильная и своевременная организация работы по устранению дефектов и выполнение рекомендаций очень важны. Кроме того, не менее важно непрерывно анализировать и извлекать уроки во время работы объекта, которые могут быть реализованы в будущих проектах. Также важно делиться отрицательными результатами эксплуатации, потому что информация и ситуации остаются в системе мониторинга. Это гарантирует более безопасную работу оборудования и эксплуатацию персоналом даже в случае замены эксплуатирующих работников.
Список литературы
1. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Термины и определения. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 37 с.
2. Амиров В.Р. Управление надежностью и целостностью оборудования - важный инструмент повышения эффективности бизнеса // PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. - 2018. — № 1 (7). - С. 77-80.
3. Аллаяров У.Э., Рафиков С.К. Обоснование рабочих параметров налива нефти и нефтепродуктов в вагон-цистерны // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. - 2014. - № 4. -С. 16-18.
4. Аллаяров У.Э., Рафиков С.К. Расчет параметров НДС элементов трубопроводов системы тактового налива в ANSYS/ LS-DYNA при действии динамически изменяющегося внутреннего давления // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. - 2013. - № 1. -С. 43-46.
5. Грабовый П.Г., Петрова С.Н., Полтавцев С.И. Риски в современной нефтегазовой отрасли. - М.: АЛАНС, 1994. -237 с.
6. Грашина М.О., Ньюэлл М. Управление рисками как интегральная часть методологии проектного менеджмента // [электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.hedging. т/риЫюайо^/286
7. Егоров А.Ф., Савицкая Т.В., Егоров Г.В. Филиппова Нормативные и декларативные документы в области анализа, оценки и управление риском с целью обеспечения промышленной и экологической безопасности // Экономика природопользования. - 2002. -№ 2. - С. 47-60.
8. Ершова И.В. Оценка и пути повышения технико-экономического уровня оборудования предприятий машиностроения: Дис. ... канд. экон. наук. - Свердловск, 1991. -214 с.
9. Измалков А.В. Управление безопасностью социально-экономических систем и оценка его эффективности: Монография. -М.: Компания Спутник+, 2003. - 442 с.
Экономика и управление в отраслях и сферах деятельности
10. Клебанов Ф.С. О современной концепции безопасности // Безопасность труда в промышленности. - 2003. - № 6. - С. 33.
11. Кравчук И.Л. Теоретические основы и методы формирования системы обеспечения безопасного производства горнодобывающего предприятия: Автореф. дис ... д-ра техн. наук. - М., 2001. - 38 с.
12. Пешков Г.Ф., Смирнов В.М., Спектор М.Д., Мокроносов А.Г. Реконструкция предприятий машиностроения. - М.: Машиностроение, 1988. - 160 с. - С. 8-9.
References
1. GOST 27.002-89. Reliability in technology. Terms and definitions. - M.; Publishing House of Standards, 1990. - 37 p.
2. Amirov V.R. Management of reliability and integrity of equipment is an important tool for improving business efficiency // PRONEFT. Professionally about oil. — 2018 — № 1 (7). — P. 77-80.
3. Allayarov U.E., Rafikov S.K. Substantiation of operating parameters for loading oil and oil products into tank cars // Transportation and storage of oil products and hydrocarbon raw materials. 2014. No. 4. Р. 16-18.
4. Allayarov U.E., Rafikov S.K. Calculation of SSS parameters of pipeline elements of the clock pressure system in ANSYS / LS-DYNA under the action of a significant change in atmospheric pressure // and storage of oil products and transport of hydrocarbon raw materials. - 2013. - No. 1. - Р. 43-46.
5. Grabovy P.G., Petrova S.N., Poltavtsev S.I. Risks in the modern oil and gas industry. - M.: ALANS, 1994 - 237 p.
6. Grashina M.O., Newell M. Risk management as an integral part of project management methodology // [electronic resource]. Access mode: http://www.hedging.ru/ publications/286
7. Egorov A.F., Savitskaya T.V., Filippova G.V. Normative and declarative documents in the field of analysis, assessment and risk management in order to ensure industrial and environmental safety // Economics of Environmental Management, 2002, N 2, Р. 47-60.
ECONOMIC SCIENCE
EcONOMicS AND MANAGEMENT iN THE iNDuSTRiES AND AREAS OF AcTiViTY
8. Yershova I.V. Assessment and ways to 11. Kravchuk I.L. Theoretical foundations improve the technical and economic level of and methods of forming a system for ensuring equipment of machine-building enterprises: Dis. safe production of a mining enterprise: Abstract. ... Candidate of Economic Sciences. - dis ... Doctor of Technical Sciences. - M., 2001. Sverdlovsk, 1991. - 214 p. - 38 p.
9. Izmalkov A.V. Safety management of 12. Peshkov G.F., Smirnov V.M., Spector socio-economic systems and evaluation of its M.D., Mokronosov A.G. Reconstruction of effectiveness: Monograph. - M.: Sputnik+ machine-building enterprises. - M.: Company, 2003. - 442 p. Mashinostroenie, 1988. - 160 p. - P. 8-9.
10. Klebanov F.S. About the modern concept of security // Occupational safety in industry, No. 6, 2003, p. 33.
