Анализ методов и средств обнаружения дефектов магистрального трубопроводного транспорта (МТТ)
Повышение достоверности идентификации дефектов магистрального трубопроводного транспорта на основе оценки вероятности обнаружения дефектов методами неразрушающего контроля путем построения математических моделей совместного применения нескольких методов.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.12.2024 |
| Размер файла | 27,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА (МТТ)
Рябов Алексей Олегович
Аннотация
магистральный трубопроводный транспорт дефект
В статье рассматривается проблема повышения достоверности идентификации дефектов МТТ на основе изучения вероятности обнаружения дефектов известными методами НК путем построения математических моделей совместного применения нескольких методов НК с последующей вероятностной оценкой комплексного подхода.
Ключевые слова: методы неразрушающего контроля, магистральный трубопроводный транспорт, внутритрубная диагностика, вероятность обнаружения дефекта, комплексный метод.
Annotation
The article deals with the problem of increasing the reliability of the identification of MTT defects based on the study of the probability of detecting defects by known NDT methods by constructing mathematical models for the combined use of several NDT methods, followed by a probabilistic assessment of an integrated approach.
Key words: non-destructive testing methods, main pipeline transport, in-line diagnostics, defect detection probability, complex method.
Актуальность анализа и синтеза методов и средств обнаружения дефектов МТТ
В соответствии с современной технологией эксплуатации сложного оборудования, в частности МТТ, важным требованием является сохранение нормального состояния линейной части промысловых и магистральных трубопроводов, дающего возможность реализовать составные части актуальной в настоящее время RAM-технологии, позволяющей содержать оборудование в состоянии надежности, безопасности и ремонтопригодности.
С целью реализации указанной выше технологии (в контексте основой темы представленного научного исследования) необходимо вовремя выявлять дефекты линейной части МТТ. Особое внимание уделяется дефектам типа «сквозное отверстие», приводящим к появлению утечек из МТТ. Заметим, что причинами появления утечек являются как естественные физические процессы, так и искусственные, обусловленные человеческой деятельностью (врезки) [1, 2].
Для достижения поставленной выше цели широко и обоснованно используют многочисленные диагностические методы неразрушающего контроля (НК) [3, 4].
С учетом случайного характера измерительного процесса, реализованного в любом методе неразрушающего контроля, вероятность определения дефекта достаточно мала и повышение достоверности результата измерения является актуальной задачей. Как известно, вероятность идентификации дефекта можно повысить путем многократного проведения измерений, что сильно затруднено в случае внутритрубной диагностики.
Для выхода из сложившейся ситуации предлагается комбинированное использование различных методов неразрушающего контроля с вероятностной оценкой комплексного использования методов НК [5].
Вероятностная оценка достоверности результатов диагностирования состояния МТТ при комплексном подходе
Любой метод неразрушающего контроля может считаться практически полезным только в том случае, если для него установлен ряд параметров, позволяющих оценить возможности контроля с вероятностной точки зрения методами теории вероятности. Важнейшим среди этих параметров является достоверность контроля, которая оценивается вероятностью принятия безошибочных решений по результатам неразрушающего контроля. Использование показателей достоверности позволяет оценить выгодность применения многократного контроля с использованием одного метода либо повышение достоверности выявления дефектов с параллельным использованием нескольких методов неразрушающего контроля.
Известно из практики, что различные типы дефектов выявляются разными методами диагностирования с определенной степенью достоверности. В таблице 1 представлены экспериментально установленные вероятности обнаружения различных дефектов известными методами НК.
Таблица 1
Экспериментально установленные вероятности обнаружения различных дефектов известными методами НК
|
Вид дефекта |
Вид (метод) неразрушающего контроля |
|||||
|
Р(Визуальный и измерительны й (ВИК)) |
Р(Радиа- ционный (Рад)) |
Р(Магнит о- порошков ый (МП)) |
Р(Вихр е- токовы й (ВТ)) |
Р(Ульт ра- звуков ой (УЗК)) |
||
|
Включения шлаковые |
0,1 |
0,4 |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
|
|
Закаты |
0,2 |
0,1 |
0,1 |
0,3 |
0,3 |
|
|
Коррозия |
0,3 |
0,1 |
0,1 |
0,4 |
0,4 |
|
|
Непровары |
0,1 |
0,3 |
0,3 |
0,1 |
0,4 |
|
|
Г азовая пористость |
0,1 |
0,4 |
0,2 |
0,4 |
0,3 |
|
|
Раковины |
0,1 |
0,4 |
0,1 |
0,1 |
0,4 |
|
|
Расслоения |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,4 |
|
|
Трещины |
0,4 |
0,3 |
0,5 |
0,4 |
0,5 |
Для обоснованного использования различных методов НК и повышения вероятности идентификации дефектов было проведено математическое моделирование обнаружения дефектов путем различного комбинирования методов. Рассмотрены следующие комбинации по двум, трем, четырем и пяти методам.
При сложении вероятностей двух методов определяется вероятность того, что будет выявлен дефект при проведении первого, или второго метода, или обоих вместе, результаты сведены в таблицу 2.
Вероятность определения дефекта двумя методами:
Р(А+В) = Р(А)+Р(В)-Р(АВ). (1)
Для каждой комбинации используются различные методы.
Например, А - Визуально - измерительный метод (ВИК);
В - Радиационный метод (Рад).
Для расчета будет использована формула
Р(ВИК+Рад) = Р(ВИК)+Р(Рад)-Р(ВИК)*Р(Рад),
где Р(ВИК+Рад) - вероятность обнаружения дефекта при использовании двух методов: (ВИК) и (Рад).
Аналогично получены формулы для других комбинаций сложения вероятностей двух методов.
В таблице 2 представлены вероятности определения дефекта комбинациями двух различных методов НК.
Таблица 2
Вероятности определения дефекта комбинациями двух различных методов НК
|
Вид дефекта |
Значения вероятностей сложения двух методов |
||||||||||
|
Р(ВИК+Рад) |
Р(ВИК+МП) |
Р(ВИК+ВТ) |
Р(ВИК+УЗК) |
Р(Рад+МП) |
Р(Рад+ВТ) |
Р(Рад+УЗК) |
Р(МП+ВТ) |
Р(МП+УЗК) |
Р(ВТ+УЗК) |
||
|
Включения шлаковые |
0,46 |
0,19 |
0,28 |
0,46 |
0,46 |
0,52 |
0,64 |
0,28 |
0,46 |
0,52 |
|
|
Закаты |
0,28 |
0,28 |
0,44 |
0,44 |
0,19 |
0,37 |
0,37 |
0,37 |
0,37 |
0,51 |
|
|
Коррозия |
0,37 |
0,37 |
0,58 |
0,58 |
0,19 |
0,46 |
0,46 |
0,46 |
0,46 |
0,64 |
|
|
Непровары |
0,37 |
0,37 |
0,19 |
0,46 |
0,51 |
0,37 |
0,58 |
0,37 |
0,58 |
0,46 |
|
|
Газовая пористость |
0,46 |
0,28 |
0,46 |
0,37 |
0,52 |
0,64 |
0,58 |
0,52 |
0,44 |
0,58 |
|
|
Раковины |
0,46 |
0,19 |
0,19 |
0,46 |
0,46 |
0,46 |
0,64 |
0,19 |
0,46 |
0,46 |
|
|
Расслоения |
0,19 |
0,19 |
0,19 |
0,46 |
0,19 |
0,19 |
0,46 |
0,19 |
0,46 |
0,46 |
|
|
Трещины |
0,58 |
0,7 |
0,64 |
0,7 |
0,65 |
0,58 |
0,65 |
0,7 |
0,75 |
0,7 |
Как следует из анализа результатов, представленных в таблице 2, вероятность обнаружения дефектов различна для различных комбинаций методов НК и максимальна при использовании определенных методов, выделенных красным цветом.
Аналогичным образом проведен анализ эффективности для комбинаций из трех, четырех и пяти методов НК.
При сложении вероятностей трех методов определяется вероятность того, что будет выявлен дефект при проведении первого, или второго, или третьего метода, или трех вместе, результаты сведены в таблицу 3.
Получена формула вероятности определения дефекта тремя методами, имеющая вид
Р(А+В+С) = Р(А)+Р(В)+Р(С)-Р(АВ)-Р(АС)-Р(ВС)+Р(АВС). (2)
Для каждой комбинации методов использованы переборы А, В, С.
Например, А - Визуальный и измерительный метод (ВИК);
В - Радиационный метод (Рад);
С - Магнитопорошковый метод (МП).
Получена следующая формула:
Р(ВИК+Рад+МП) = Р(ВИК)+Р(Рад)+Р(МП)-Р(ВИКхРад)-Р(ВИКхМП)-
-Р(РадхМП)+Р(ВИКхРадхМП).
Таблица 3
Вероятности определения дефекта комбинациями трех методов
|
Вид дефекта |
Значения вероятностей сложения трех методов |
|||||||||
|
Р(ВИК+Рад+МП) |
Р(ВИК+Рад+ВТ) |
Р(ВИК+Рад+УЗК) |
Р(Рад+МП+ВТ) |
Р(Рад+МП+УЗК) |
Р(МП+ВТ+УЗК) |
Р(ВТ+УЗК+ВИК) |
Р(ВТ+УЗК+Рад) |
Р(УЗК+ВИК+МП) |
||
|
Включения |
0,51 |
0,57 |
0,68 |
0,57 |
0,68 |
0,57 |
0,57 |
0,71 |
0,51 |
|
|
шлаковые |
||||||||||
|
Закаты |
0,35 |
0,50 |
0,50 |
0,43 |
0,43 |
0,56 |
0,61 |
0,56 |
0,50 |
|
|
Коррозия |
0,43 |
0,62 |
0,62 |
0,51 |
0,51 |
0,68 |
0,75 |
0,68 |
0,62 |
|
|
Непровары |
0,56 |
0,43 |
0,62 |
0,56 |
0,71 |
0,62 |
0,51 |
0,62 |
0,62 |
|
|
Газовая пористость |
0,57 |
0,68 |
0,62 |
0,71 |
0,66 |
0,66 |
0,62 |
0,75 |
0,50 |
|
|
Раковины |
0,51 |
0,51 |
0,68 |
0,51 |
0,68 |
0,51 |
0,51 |
0,68 |
0,51 |
|
|
Расслоения |
0,27 |
0,27 |
0,51 |
0,27 |
0,51 |
0,51 |
0,51 |
0,51 |
0,51 |
|
|
Трещины |
0,79 |
0,75 |
0,79 |
0,79 |
0,83 |
0,85 |
0,82 |
0,79 |
0,85 |
Результаты сложения вероятностей четырех методов сведены в таблицу 4.
Вероятность определения дефекта четырьмя методами вычисляется по следующей полученной формуле:
Р(А+В+С+И) = Р(А)+Р(В)+Р(С)+Р(В)-Р(АВ)-Р(АС)-Р(ВС)-Р(АП)-Р(ВВ)-Р(СВ)+Р(АВС)+Р(АВВ)+Р(АСВ)+Р(ВСВ)-Р(АВСВ).
Например, для четырех методов А, В, С, D, где А - Визуальный и измерительный метод (ВИК); В - Радиационный метод (Рад);
С - Магнитопорошковый метод (МП);
D - Вихретоковый метод (ВТ),
формула примет вид
Р(ВИК+Рад+МП+ВТ)=Р(ВИК)+Р(Рад)+Р(МП)+Р(ВТ)-Р(ВИКхРад)-
-Р(ВИКхМП)-Р(РадхМП)-Р(ВИКхВТ)-Р(РадхВТ)-
Р(МПхВТ)+Р(ВИКхРадхМП)+Р(ВИКхРадхВТ)+Р(ВИКхМПхВТ)+ +Р(РадхМПхВТ)-Р(ВИКхРадхМПхВТ).
В таблице 4 представлены результаты расчета вероятности определения дефекта комбинациями четырех методов.
Таблица 4
Результаты расчета вероятности определения дефекта комбинациями четырех методов
|
Вид дефекта |
Значения вероятностей сложения четырех методов |
|||||
|
Р(ВИК+Рад+ +МП+ВТ) |
Р(ВИК+Рад+ +МП+УЗК) |
Р(ВИК+Рад+ +ВТ+УЗК) |
Р(ВИК+МП+ +ВТ+УЗК) |
Р(Рад+МП+ +ВТ+УЗК) |
||
|
Включения шлаковые |
0,61 |
0,71 |
0,74 |
0,61 |
0,74 |
|
|
Закаты |
0,55 |
0,55 |
0,65 |
0,65 |
0,60 |
|
|
Коррозия |
0,66 |
0,66 |
0,77 |
0,77 |
0,71 |
|
|
Непровары |
0,60 |
0,74 |
0,66 |
0,66 |
0,74 |
|
|
Газовая пористость |
0,75 |
0,70 |
0,77 |
0,70 |
0,80 |
|
|
Раковины |
0,56 |
0,71 |
0,71 |
0,56 |
0,71 |
|
|
Расслоения |
0,34 |
0,56 |
0,56 |
0,56 |
0,56 |
|
|
Трещины |
0,92 |
0,90 |
0,87 |
0,91 |
0,90 |
Вероятность определения дефекта с пятью методами вычисляется по формуле
Р(А+В+С+В+Е)=Р(А)+Р(В)+Р(С)+Р(В)+Р(Е)-Р(АВ)-Р(АС)-Р(ВС)-Р(АП)- -Р(ВВ)-Р(СВ)-Р(АЕ)-Р(ВЕ)-Р(СЕ)- -Р(ВЕ)+Р(АВС)+Р(АВВ)+Р(АСВ)+Р(ВСВ)+Р(АВЕ)+Р(АСЕ)+ +Р(АПЕ)+Р(ВСЕ)+Р(ВВЕ)+Р(СВЕ)-Р(АВСЕ)-Р(АВСВ)-Р(АВВЕ)-Р(ВСВЕ)- -Р(СПЕА)+Р(АВСБЕ).
Ниже в таблице 5 представлены результаты моделирования применения комбинации из пяти методов.
Например, если А - Визуальный и измерительный метод (ВИК);
В - Радиационный метод (Рад);
С - Магнитопорошковый метод (МП);
D - Вихретоковый метод (ВТ);
Е - Ультразвуковой метод (УЗК),
то формула примет вид
Р(ВИК+Рад+МП+ВТ+УЗК) = Р(ВИК)+Р(Рад)+Р(МП)+Р(ВТ)+Р(УЗК)- -Р(ВИКхРад)-Р(ВИКхМП)-Р(РадхМП)- Р(ВИК*ВТ)-Р(Рад*ВТ)- Р(МП*ВТ)- -Р(ВИКхУЗК)-Р(РадхУЗК)-Р(ВТхУЗК)+Р(ВИКхРадхМП)+ +Р(ВИКхРадхВТ)+Р(ВИКхМПхВТ)+Р(РадхМПхВТ)+Р(ВИКхРадхУЗК)+ +Р(ВИКхМПхУЗК)+Р(ВИКхВТхУЗК)+Р(РадхМПхУЗК)+Р(ВИКхВТхУЗК)+ +Р(МПхВТхУЗК)-Р(ВИКхРадхМПхУЗК)-Р(ВИКхРадхМПхВТ)- -Р(ВИКхРадхВТхУЗК)-Р(РадхМПхВТхУЗК)- -Р(МПхВТхУЗКхВИК)+Р(ВИКхРадхМПхВТхУЗК).
Таблица 5
Вероятности определения дефекта комбинациями пяти методов
|
Вид дефекта |
Значения вероятностей сложения пяти методов |
|
|
Р(ВИК+Рад+МП+ВТ+УЗК) |
||
|
Включения шлаковые |
0,74 |
|
|
Закаты |
0,67 |
|
|
Коррозия |
0,78 |
|
|
Непровары |
0,75 |
|
|
Г азовая пористость |
0,77 |
|
|
Раковины |
0,72 |
|
|
Расслоения |
0,60 |
|
|
Трещины |
0,91 |
Таким образом, анализ результатов моделирования показывает экспоненциальное увеличение вероятности обнаружения дефектов с увеличением числа методов в комплексном подходе.
Заключение
Результаты моделирования комплексного подхода подтвердили эффективность его использования в задачах обнаружения дефектов и позволяют оптимальным образом комбинировать методы для обнаружения конкретного дефекта.
Библиографический список
1. ГОСТ 27518-87. Диагностирование изделий. Общие требования.
2. Абрамян, С.Г. Контроль качества систем трубопроводного транспорта на всех этапах строительства и эксплуатации, учебное пособие / С.Г. Абрамян, С.Н. Савеня, А. А. Савеня. Волгоград, 2011.
3. Клюев, В.В. Неразрушающий контроль и диагностика: справочник / В.В. Клюев, В.Б. Матвеев. М.: Машиностроение, 1998. 656 с.
4. Современные методы и средства технического диагностирования / Л.П. Узакова, Н.О. Каландаров // Молодой ученый. 2014. № 9. С. 216218.
5. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: учебник для вузов / В.Е. Гмурман. 12-е изд. М.: Юрайт, 2023. 479 с. (Высшее образование). ISBN 978-5-534-00211-9.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общая характеристика транспорта. Развитие отрасли в РБ. Динамика перевозок грузов. Анализ показателей функционирования магистрального и промышленного трубопроводного транспорта. Перспективы и направления его развития. Политика концерна "Белнефтехим".
контрольная работа [185,3 K], добавлен 07.06.2013Характеристика трубопроводного транспорта России, а также определение перспектив его развития. Рассмотрение сети крупных нефте- и газопроводов, проектов по развитию трубопроводного транспорта. Экспорт Российской Федерации сырой нефти за 2001–2010 годы.
реферат [2,2 M], добавлен 09.11.2013Общая характеристика трубопроводного транспорта как способа транспортировки газа и нефти. Рассмотрение правил выбора трассы; изучение физических параметров нефти. Технологический и гидравлический расчет нефтепровода; определение возможных станций.
курсовая работа [153,3 K], добавлен 26.04.2014Результаты внутритрубной инспекции. Расчёт допускаемого рабочего давления. Техническое задание на сварку. Магнитное дутьё при сварке и способы его устранения. Гидравлический расчёт участка магистрального газопровода. Расчёт на прочность и устойчивость.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 17.11.2014Характеристика и анализ пассажиро- и грузооборота железнодорожного, автомобильного, морского и авиатранспорта в России. Основные технико-экономические особенности различных видов транспорта. Грузооборот трубопроводного транспорта в части нефти и газа.
реферат [1,2 M], добавлен 16.12.2014Преимущества и недостатки трубопроводного, железнодорожного, автомобильного и воздушного видов транспорта в России. Схемы организации смешанных сообщений. Расчет эксплуатационных расходов и составляющих времени доставки груза по разным видам транспорта.
курсовая работа [852,8 K], добавлен 16.03.2014История развития автомобильного, морского, речного и железнодорожного транспорта в Российской Федерации. Основные транспортные узлы Южного Федерального округа. Изучение современного состояния речного и морского судоходства, трубопроводного транспорта.
курсовая работа [750,4 K], добавлен 14.01.2015Особенности территориальной структуры Швейцарии и ее влияние на размещение автомобильного, железнодорожного, воздушного, городского, внутреннего водного и трубопроводного транспорта страны. Развитие рынка мобильной связи и телекоммуникаций Швейцарии.
курсовая работа [6,9 M], добавлен 08.04.2011Трубопроводный транспорт – наиболее динамично развивающийся вид транспорта. Его отличием является то, что в процессе транспортировки товара перемещается сам товар, но не транспортное средство. Перспективные направления развития трубопроводного транспорта.
реферат [22,8 K], добавлен 07.11.2010Роль трубопроводного транспорта в системе транспорта нефти и газа. Планирование показателей по труду и заработной плате. Расчет материально-технического обеспечения. Планирование себестоимости, прибыли и рентабельности. Мероприятия по сокращению затрат.
курсовая работа [1013,6 K], добавлен 18.03.2013Основные показатели работы железнодорожного, автомобильного, воздушного и водного транспорта общего пользования. Организационная структура государственного управления троллейбусным пассажирским хозяйством города. Характеристика трубопроводного транспорта.
курсовая работа [97,5 K], добавлен 13.01.2016Технологические процессы по текущему содержанию пути. Анализ статистических данных по дефектным и остродефектным рельсам, природа и причины увеличения количества дефектов. Сравнительная характеристика участков пути по дефектам и изломам рельсов.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 04.05.2014Характеристика условий работы детали и возможных дефектов. Анализ маршрута и способов восстановления по каждому из дефектов. Расчет режимов выполнения технологических операций и норм времени. Обоснование организации работ и планировочного решения.
курсовая работа [300,2 K], добавлен 02.06.2011Общие принципы технической диагностики при ремонте авиационной техники. Применение технических средств измерений и физических методов контроля. Виды и классификация дефектов машин и их частей. Расчет оперативных показателей надежности воздушных судов.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 19.11.2015Частоты отказа головни поршня и других элементов и узлов двигателя внутреннего сгорания. Геометрические параметры поршневых колец различных типов двигателей. Методы обнаружения дефектов. Обмер крупных поршней дизелей. Головка поршня и его канавки.
контрольная работа [725,0 K], добавлен 12.06.2013Изучение карты дефектов. Разработка маршрутов ремонта. Назначение, устройство и работа приспособления для проверки синхронизатора на усилие включения. Расчет глубины резания, нормы выработки рабочему. Проверка станка на процент использования мощности.
курсовая работа [49,4 K], добавлен 13.04.2013Внедрение Митиным научных исследований на сети дорог (переносной прибор для обнаружения дефектов изоляции). Увеличение темпов создания и постановки на серийное производство техники для механизации путевых работ. Работа Митина на Юго-Западной дороге.
реферат [1,8 M], добавлен 21.12.2013Описание назначения устройства и условий работы детали. Анализ дефектов гильзы цилиндра и предъявляемых к ней требований. Определение годовой программы процесса ремонта и восстановления гильз. Выбор способов устранения дефектов и оценка основных затрат.
курсовая работа [651,9 K], добавлен 17.11.2012Условия работы распределительного вала ЗИЛ-130. Выбор рациональных способов устранения дефектов детали. План технологических операций с подбором оборудования, приспособлений и инструмента. Расчет режимов резания и норм времени. Выбор установочных баз.
курсовая работа [178,8 K], добавлен 30.07.2015Рассмотрение законов (стоимости, спроса, накопления) и методов экономии (диалектики, выбора рациональных решений, дедукции, финансирования, кредитования) транспорта. Определение экономических особенностей транспорта в системе общественного производства.
курс лекций [29,7 K], добавлен 17.03.2010
