2) анализ эксплуатационных данных.

2.2.6 Анализ структурной надежности

Использование метода Монте-Карло позволяет моделировать возникновение и развитие трещин, а также оценивать, какая их часть не будет продетектирована и отремонтирована до момента отказа трубопроводов. При этом вероятность отказа основана на повторяющемся применении детерминистских моделей роста трещин.

Реализованные алгоритмы включают в себя, также, частоту проведения контроля и вероятность обнаружения дефектов неразрушающими методами.

Программное обеспечение для реализации такой вероятностной модели доступно в пользовании далеко не всем вследствие сложности алгоритма. Отдельно необходимо упомянуть о погрешностях и неопределенностях, оценка которых - далеко не простая процедура [30]. Опубликованные результаты по оценкам, полученным в рамках анализа структурной надежности, содержат оценки частот отказов трубопроводов, которые слишком малы для их верификации, но должны быть в согласии с данными по опыту эксплуатации.

2.2.7 Анализ эксплуатационных данных для трубопроводов

- высокая; - средняя; - малая.

Поскольку на данном уровне детализации условное разбиение потенциальных отказов на три категории является приемлемым, то здесь не обсуждаются погрешности при оценке численных величин частот, которые были бы актуальны при необходимости работы с их абсолютными значениями.

На основании баз данных отказы трубопроводов могут быть классифицированы по следующим режимам отказов [24]:

* трещины / протечки: дефекты, проникающие по толщине трубопроводов и приводящие к видимым признакам (отложение борной кислоты, появление капель и т.д.);

* течи: дефекты, для которых характерно разрушение трубопровода, проявляющееся в ограниченных, но легко обнаруживаемых протечках. Диапазон характерных протечек: от течей из микроотверстий до нескольких литров в минуту;

* повреждения: дефекты, для которых характерны скорости протечек с параметрами, которые выше установленных техническими требованиями. Как правило, этот тип повреждений с характерными скоростями протечек обнаруживается системой обнаружения протечек (на западных АЭС);

* разрыв, разрушение, гильотинный разрыв: трубопровод разрушается либо в значительной мере по сечению трубопровода, либо вплоть до двухстороннего отрыва части трубопровода по полному сечению. Для такого типа дефектов нет надежных оценок по оценке скорости истечения, но обычно эта величина определяется расходом системы подпитки.

2.2.8 Основные механизмы деградации трубопроводов

Наиболее характерные механизмы деградации определяются особенностями реакторной установки, материалами, условиями эксплуатации и т.д.

К основным механизмам деградации относятся [24]:

- термическая усталость (ТУ);

- коррозионное растрескивание (КР);

- коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) (межкристаллитная коррозия, транскристаллитная коррозия и т.д.);

- щелевая коррозия и локальное коррозионное воздействие (ЛК) (микробная коррозия, питтинговая коррозия и др.);

- эрозия при кавитации (Э-К);

- эрозионная коррозия (Э/К);

- вибрационная усталость (ВУ);

- гидроудар (ГУ).

Определения частот отказов / повреждений разрывов трубопроводов на основе имеющихся данных по конкретным механизмам деградации является предметом отдельного направления при моделировании процессов и оценке самих частот [24, 29]. Ниже, в табл. 6, приведены типичные величины частот, рассчитанные по данным эксплуатационного опыта США.

Таблица 6. Характерные механизмы деградации и их частоты

Величины частот для потенциальных разрывов трубопроводов вследствие специфических механизмов деградации позволяют выделить наиболее важные из них и проранжировать их по трем ранее введенным категориям.

В табл. 7 приведено разбиение механизмов деградации по категориям риска для оценки потенциальных разрывов трубопроводов в рамках матрицы риска.

Таблица 7. Категории механизмов деградации при оценке потенциального риска для трубопроводов

Элементы этапа 4 рассмотрены в [18].

2.2.9 Опыт применения RI-ISI

Говоря о последнем, 5 этапе, необходимо отметить, что в США методология Rl - ISI уже нашла применение в виде двух подходов: А и В, разработанных, соответственно, компанией Westinghouse и EPRI - электроэнергетическим исследовательским институтом. Выполнение Rl - ISI по методу А завершено для:

- АЭС Millstone, блок 3; - АЭС Surry, блок 1;

по методу В для:

- АЭС ANO, блок 1; - АЭС ANO, блок 2.

Все реакторы - легководные под давлением от разных производителей.

Результаты выполнения программы Rl - ISI для системы охлаждения реактора приведены в табл. 8.

Результаты являются очень впечатляющими: объем контроля на АЭС Millstone сократился в 5 раз, при этом уровень безопасности и надежности остался таким же.

Таблица 8 - Результаты выполнения программ Rl - ISI в США

Заключение

Продление сроков эксплуатации и поддержание значений показателей долговечности, надежности и безопасности сложных дорогостоящих систем может быть достигнуто за счет использования оптимального сочетания различных по своей природе методов НК. Проблема обеспечения безопасности при эксплуатации систем подразделяется на блоки взаимосвязных функциональных задач, решение которых позволяет реализовать на практике конкретный механизм поддержания безопасности сложных объектов с учетом жестко ограниченных и доступных ресурсов.

Эффективность применения методов НК зависит от схем организации контроля, его планирования, использования современных информационных технологий и вычислительной техники, персонала.

Решение задачи выявления дефектов позволяет, кроме выработки рекомендаций по распределению средств, обосновать с экономической точки зрения требования к изделиям по долговечности (выявить зависимости увеличения ресурса, срока службы изделия от дополнительно вкладываемых в него средств), а такие оценить достаточность выделяемых средств для создания эффективной (в смысле выбранного критерия) системы эксплуатации изделий.

Для эффективной реализации мероприятий представляется целесообразным создание групп НК, построение системы обучения и сертификации эксплуатационного персонала [17,18] методам прогнозирующего контроля и ведение базы данных по контролю ТС систем для организации научно-методического сопровождения эксплуатируемых систем в ходе всех этапов контроля ТС и прогнозирования остаточного ресурса.

При этом разработанные программы позволяют осуществлять эффективное управление целостностью контролируемых систем, а также включать и разработанные процедуры, и конкретные результаты в полномасштабную систему управления (менеджмента) сложным технологическим объектом.

С точки же зрения новых направлений, которые могут успешно развиваться на основе методологии Rl - ISI, можно выделить следующие:

- развитие углубленного понимания процессов / механизмов деградации трубопроводов;

- эффективное применение ресурсов, имеющих ограничение по нескольким параметрам;

- разработка методов неразрушающего контроля, предназначенных для выявления конкретных механизмов деградации и получения численных оценок скорости деградации;

- развитие подходов для прогнозирования скоростей износа ресурса соответствующего оборудования и последующей разработки графиков и объемов ремонтов с учетом методов оптимизации;

- развитие культуры безопасности и повышенное уровня эксплуатации сложного технического объекта, основанное на внедрении новых, но достаточно апробированных технологий в практику эксплуатации.

Литература

неразрушающий безопасность контроль технический

1. ГетьманА.Ф., Козин Ю.Н. Неразрушающий контроль и безопасность эксплуатации сосудов и трубопроводов давления - М.: Энергоатомиздат, 1997.-288 с.

2. Клюев В.В. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. - М.: Машиностроение. - 1986.-488 с.

3. Лопаткин В.И. Методы неразрушающего контроля за рубежом // Проблемы безопасности полетов -1986. №6. 58-65 с.

4. Испытательная техника: Справочник. В 2-х кн. /Под общ. ред. Клюева В.В. - М.: Машиностроение, 1982.

5. Сварка и резка в промышленном строительстве. В 2-х т., Т.2. /Под ред. Малышева Б.Д. -3-е изд. перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1989.-400 с.

6. ГОСТ 26-2044-83. Швы стыковых и угловых сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Методика ультразвукового контроля.

7. Волкович В.Л., Волошин А.Ф., Заславский В.А., Ушаков И.А. Модели и алгоритмы оптимизации надежности сложных систем. - Киев: Наукова Думка. - 1993.-312 с.

8. ASNT Central Certification Program (ACCP) // The American Soiciety for Nondestructive Testing, Inc. Revision 3 (November, 1997)

9. European Standart norme, EN 473:1993, January, 1993.-36p.

10. Хенли Э., Кумамото X. Надежность технических систем и оценка риска: Пер. с англ. В.С. Сыромятникова, Г.С. Деминой.-М.: Машиностроение, 1984. - 528 с.

Размещено на Allbest.ru