CC BY
173
УДК 622.691.4.052-77 (075.8)
СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА НА ОСНОВЕ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ КАК ИНСТРУМЕНТ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ
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: r.imansakipov@oeg.gazprom.ru
В статье рассматриваются подходы к совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта (ТОиР) оборудования и трубопроводов компрессорных станций (КС), основанные на использовании показателей надежности для целей планирования и управления ТОиР. Система ТОиР оборудования и трубопроводов, основанная на оценке показателей надежности, является наиболее перспективной в современных условиях, ее внедрение позволит сохранить высокий уровень эксплуатационной надежности при оптимизации затрат на его достижение. В статье приведены основные этапы модели расчета показателей надежности для целей управления ТОиР, а также рассмотрены особенности ее практического внедрения.
Ключевые слова: система технического обслуживания и ремонта, показатели надежности, оборудование и трубопроводы компрессорных станций, надежность.
Обеспечение надежности и безопасности эксплуатации оборудования и трубопроводов КС - приоритетное направление деятельности для газотранспортных предприятий. Эффективное решение поставленной задачи приобретает особую важность в условиях непрерывного ухудшения технического состояния объектов и трубопроводов КС, что связано с явлениями коррозионного и эрозионного износа, возникновением и развитием локальных дефектов, вероятностью присутствия критических дефектов в виде несплошностей основного металла, дефектов сварных швов и дефектов монтажа. Усугубляет ситуацию возможность возникновения непроектных нагрузок и разрушение защитных покрытий оборудования. В совокупности при длительной эксплуатации вышеперечисленные факторы приводят к снижению надежности оборудования и трубопроводов КС.
Основным инструментом обеспечения надежности эксплуатации оборудования КС является система ТОиР. Существует несколько подходов по организации ТОиР.
Традиционным подходом к организации ТОиР в отрасли является система планово-предупредительного ремонта (ППР), основанная на выполнении регламентных работ и текущих ремонтов оборудования через определенные промежутки времени (календарного или по фактической наработке).
Однако система ППР хотя и обеспечивает относительно высокий уровень надежности и безопасности эксплуатации оборудования и трубопроводов опасных объектов, тем не менее является достаточно ресурсоемкой. В этой ситуации одна из приоритетных задач политики ПАО «Газпром» направлена на внедрение более совершенных
систем управления ТОиР, позволяющих сохранить высокий уровень надежности, но при этом оптимизировать затраты на его достижение.
Анализ показывает, что перспективные системы управления ТОиР, как правило, являются вариациями систем обслуживания оборудования опасных объектов по техническому состоянию или по показателям надежности (или риска).
Система ТОиР оборудования по техническому состоянию основана на оценке реального технического состояния каждой единицы оборудования с определенной периодичностью и точностью, для последующего планирования времени и объемов ремонтных операций. При этом такая система ТОиР позволяет существенно экономить ресурсы, в сравнении с классической системой ППР путем обоснования необходимости проведения ремонтно-технических операций (РТО) на тех единицах оборудования, где это требуется, или исключением РТО на оборудовании с оптимальным уровнем технического состояния [1, 2].
Система ТОиР оборудования по оценке показателей надежности подразумевает расчет надежности оборудования путем максимально полного сбора информации об оборудовании и построения количественных моделей с применением методов расчетно-аналитического прогнозирования показателей надежности и техногенного риска. Система основана на точечном расчетном анализе текущих значений и ожидаемой динамики показателей технического состояния, надежности и техногенного риска, а также на расчетной оценке опасного снижения уровня надежности объекта с последующим определением оптимального срока вывода объекта в ремонт. Ключевые положения системы ТОиР оборудования по показателям надежности входят
40
ТРАНСПОРТ И ХРАНЕНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ И УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
в основу системы управления техническим состоянием и целостностью газотранспортной системы (СУТСЦ) ПАО «Газпром» [2].
Общим для указанных систем является повышение роли технической диагностики оборудования. Система технической диагностики в новых условиях должна не только решать традиционную задачу - предотвращение аварийных отказов, но и обеспечивать необходимую информационную основу для принятия управленческих решений в части планирования ТОиР.
При этом необходимо учитывать, что затраты на техническую диагностику и экспертизу промышленной безопасности оборудования уже сейчас составляют значительную долю в структуре ТОиР (как правило, 10-15%), и дальнейшее наращивание этих затрат сопряжено со снижением физических объемов ремонта оборудования.
В совокупности финансово-экономические, организационные и технические ограничения требуют совершенствования существующих подходов к ТОиР путем введения и адаптации расчетных моделей с критериями принятия управленческих решений для формирования программ ремонта оборудования газотранспортных предприятий. Оптимальный подход к ТОиР в существующих ограничениях может быть обобщен в рамках системы ТОиР по показателям надежности на основе инструментария теории надежности, информационно- методические положения которой приведены в ГОСТ 27.301-95 [3].
Концептуальная основа модели заключается в расчете показателей надежности. Рекомендованная схема такого
|Рис. 1. Схема расчета надежности оборудования и трубопроводов КС
Идентификация объекта
расчета, применимая для оборудования и трубопроводов КС, представлена на рис. 1.
В соответствии со схемой, представленной на рис. 1, блок идентификации объекта подразумевает мероприятия по максимально полному сбору исходной информации об объекте контроля. Полнота и качество информации о конструктивных особенностях объекта, данных эксплуатации и отказах объекта определяет выбор соответствующего метода расчета надежности, обеспечивающего необходимую точность для принятия управленческих решений на объекте. Сбор необходимой информации с учетом предельных состояний для каждого объекта, в частности, позволяет разработать структурную схему объекта - разделение сложного технического объекта на составные элементы. Необходимость такого разделения обуславливается невозможностью оценить механическую надежность сложной системы как единого объекта с использованием аналитических методов. Следующий этап схемы расчета надежности заключается в определении номенклатуры показателей надежности и предельных значений этих показателей на основании анализа предельных состояний, которые могут быть реализованы в объекте контроля [4]. Далее в соответствии с предыдущими пунктами производится выбор подходящей модели расчета количественных показателей надежности [5]. По основным принципам расчета показателей надежности объектов различают следующие методы: • методы прогнозирования (основаны на использовании) оценки ожидаемого уровня надежности объекта, данных о достигнутых значениях и выявляемых тенденциях изменения показателей надежности объектов, аналогичных или близких к рассматриваемому по ряду критериев;
• структурные методы расчета (основаны на представлении объекта в виде логической схемы). Схема включает зависимость состояний и переходов объекта от состояний и переходов его элементов с учетом их взаимодействия. В соответствии с построенной структурной моделью подбирается адекватная математическая модель и вычисляются показатели надежности объекта по известным характеристикам надежности его элементов;
• физические методы расчета основаны на применении математических моделей, описывающих физические, химические и иные процессы, приводящие к отказам объектов. С последующим вычислением показателей надежности по известным параметрам нагружен-ности объекта, характеристиками примененных в объекте веществ и материалов с учетом особенностей его конструкции и технологии изготовления.
Блок определения исходных данных расчета показателей надежности включает в себя сбор
Конструктивные особенности
Предельные состояния
Отказы
Особенности нагружения
Структурная схема надежности
Цели и задачи
Определение целей и задач расчета
Номенклатура показателей надежности
Предельные значения показателей надежности
Выбор методов расчета показателей надежности
Методы прогнозирования
Структурные методы
Физические методы
Определение исходных данных для оценки надежности
Исходные (проектные) характеристики
Результаты технической диагностики
Величины проектных нагрузок
Величины непроектных нагрузок
Согласование расчетных моделей, вычисление значений показателей надежности
Выводы и рекомендации
2 • 2017
41
сведений о несущей способности конструктивных элементов и сведений о фактической нагруженности конструкции. На заключительных этапах схемы производится непосредственный расчет значений показателей надежности с последующим формированием рекомендации по планированию ТОиР технических систем.
Такой подход к принятию управленческих решений относительно ТОиР опасных объектов позволит оптимизировать экономические затраты за счет возможности ранжирования объектов и трубопроводов КС по приоритетности проведения ремонтно-технических операций на основании количественных значений показателей надежности.
Использование модели оценки показателей надежности позволяет выполнять расчетную оценку работоспособности
и ремонтопригодности участков КС, методов и сроков диагностирования, оценку стоимости назначаемых технических мероприятий, оптимизацию сценариев и формирование программ диагностирования и ремонта КС.
Совершенствование методов ТОиР на основе количественных моделей критериев принятия решений по оценке текущих значений показателей надежности и ожидаемой динамики их изменения позволит организовать надежную и безопасную эксплуатацию объектов транспорта газа и своевременно проводить РТО на объектах и оборудовании, выявленных на основе методов расчетно-аналитиче-ского прогнозирования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ангалев А.М., Антипов Б.Н., Зарицкий С.П., Лопатин А.С. Диагностическое обслуживание магистральных газопроводов: Учеб. пособие. М.: МАКС Пресс, 2009. 112 с.
2. Ремизов В.В., Зарицкий С.П., Лопатин А.С. и др. Целевая комплексная программа по созданию отраслевой системы диагностического обслуживания газотранспортного оборудования компрессорных станций РАО «Газпром» (в 3 ч). М.: ИРЦ Газпром, 1997.
3. Методика оценки технического состояния технологических трубопроводов и оборудования компрессорных станций газотранспортной системы. М.: ОАО «Газпром», 2015. 113 с.
4. ГОСТ27.301-95. Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения. М.: Изд-во стандартов, 1997. 19 с.
5. Гусейнов К.Б., Егоров С.И., Завьялов А.П., Лопатин А.С. Оценка параметров надежности магистральных газопроводов, испытывающих воздействие непроектных нагрузок: Учеб. пособие. М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2015. 95 с.
6. Захаров. М.Н. Прочностная надежность оборудования: Учеб. пособие. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 122 с.
SYSTEM AND REPAIR MAINTENANCE ON THE BASIS OF QUANTITATIVE EVALUATION OF RELIABILITY INDICES AS A TOOL TO CONTROL THE TECHNICAL CONDITION OF THE EQUIPMENT AND PIPELINES OF COMPRESSOR STATIONS
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: r.imansakipov@oeg.gazprom.ru ABSTRACT
This article describes the methods of improving the system of maintenance and repair for equipment and pipelines of compressor stations. These methods are based on the operational reliability assessment to plan and to manage the maintenance and repair system. This system of maintenance and repair of equipment and pipelines based on the operational reliability assessment is the most promising in the present conditions. The appliance of this system will allow to save the high level of operational reliability and to optimize the associated costs. This article shows the main stages of the model of the operational reliability assessment for the management of the maintenance and repair system. The features of the practical implementation of this model are considered too.
Keywords: maintenance and repair system, the operational reliability assessment, equipment and pipelines of compressor stations.
REFERENCES
1. Angalev A.M., Antipov B.N., Zaritskiy S.P., Lopatin A.S. Diagnosticheskoye obsluzhivaniye magistral'nykhgazoprovodov [Predictive maintenance of trunk pipelines]. Moscow, MAKS Press Publ., 2009. 112 p.
2. Remizov V.V., Zaritskiy S.P., Lopatin A.S. Tselevaya kompleksnaya programma po sozdaniyu otraslevoy sistemy diagnosticheskogo obsluzhivaniya gazotransportnogo oborudovaniya kompressornykh stantsiy RAO «'Gazprom» [The target complex program on creation of branch system of diagnostic maintenance of gas transport equipment of «Gazprom» compressor stations]. Moscow, IRTS Gazprom Publ., 1997.
3. Metodika otsenki tekhnicheskogo sostoyaniya tekhnologicheskikh truboprovodov i oborudovaniya kompressornykh stantsiy gazotransportnoy sistemy [Methodology to evaluate the technical condition of technological pipelines and equipment of compressor stations of gas transmission system]. Moscow, OAO «Gazprom» Publ., 2015. 113 p.
4. GOST 27.301 - 95. Nadezhnost' v tekhnike. Raschet nadezhnosti. Osnovnyye polozheniya [GOST 27,301 - 95. The reliability of the technique. Calculation of reliability. The main provisions]. Moscow, Izdatel'stvo standartov Publ., 1997. 19 p.
5. Guseynov K.B., Yegorov S.I., Zav'yalov A.P., Lopatin A.S. Otsenka parametrov nadezhnosti magistral'nykh gazoprovodov, ispytyvayushchikh vozdeystviye neproyektnykh nagruzok [Estimation of parameters of reliability of main gas pipelines impacted by non-design loads]. Moscow, RGU nefti i gaza imeni I.M. Gubkina Publ., 2015. 95 p.
6. Zakharov. M.N. Prochnostnaya nadezhnost' oborudovaniya [Strength reliability of equipment]. Moscow, MGTU im. N.E. Baumana Publ., 2011. 122 p.
42
ТРАНСПОРТ M ХРАНЕНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ И УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
