Диссертация (1172859), страница 54
Текст из файла (страница 54)
для вновь введённых в эксплуатацию трубопроводов, общая частота повреждений и аварий оценивается на уровнеλср = 0,14/(1000 км∙год). Данные по распределению частот повреждений за последниепять лет по основным причинам аварий приведены в таблице 4.3.Таблица 4.3 – Распределение базовых (среднестатистических) частот разгерметизации европейских трубопроводов за период 2000 – 2004 г.г. по основным причинамаварий [249]ПричинаВнешнее воздействиеБрак строительства, дефект материаловКоррозияДвижение грунта, вызванноеприроднымиявлениямиОшибки оператораПрочие и неизвестные причиныИтогоОтносительная доля аварии,вызванных данной причиной, %49Базовая частота разгерметизации, 1/(км год)8,33∙10-5172,89∙10-5152,55∙10-571,19∙10-5571008,50∙10-61,19∙10-51,70∙10-4Отметим, что вновь вводимых в эксплуатацию трубопроводов должны учитываться данные по частотам разгерметизации, приведенные в таблице 4.3. Для каждого участка трубопровода в соответствии с долями частот, приведенных в таблице 4.2, можетбыть сформирована таблица распределения частот разгерметизации по причинам в соответствии с данными, представленными в таблице 4.3.
Полученные таким образомданные представлены в таблице 4.4.Таблица 4.4 – Частоты повреждений вводимых в эксплуатацию трубопроводов в зависимости от причины повреждения и размера отверстийЧастота аварий на 1 км/годПричинаВнешнее воздействиеБрак строительства,дефект материаловКоррозияДвижение грунта, вы-Проколы (трещины), точечныеотверстия2,2∙10-5ОтверстиеРазрывВсего4,5∙10-51,6∙10-58,3∙10-51,9∙10-58,3∙10-62,1∙10-62,9∙10-52,5∙10-52,9∙10-64,0∙10-73,6∙10-605.4∙10-62,5∙10-51,19∙10-5317Частота аварий на 1 км/годПричинаПроколы (трещины), точечныеотверстияОтверстиеРазрывВсего5,6∙10-62,9∙10-608,50∙10-61,2∙10-54,0∙10-701,2∙10-58,6∙10-56,0∙10-52,4∙10-51,7∙10-4званное природнымиявлениямиОшибки оператораПрочие и неизвестныепричиныИтого4.2 Методика определения расчетных значений пожарного риска длялинейной части магистральных трубопроводов4.2.1.
Определение частот разгерметизации магистрального трубопроводаДля составления методики определения частот разгерметизации магистральноготрубопровода были использованы результаты работы [247], основные положения которой приведены выше.4.2.2. Оценка влияния различных факторов на частоту разгерметизациитрубопроводаОдним из наиболее важных этапов оценки пожарного риска является определение частот реализации пожароопасных ситуаций. Опыт определения этих величинпоказал, что наибольшую трудность вызывает сбор необходимой информации, вособенности данных по отказам технологического оборудования.
При этом качествостатистической информации (полнота и достоверность) в значительной мере определяет достоверность полученных результатов расчета значений риска.К основным факторам, влияющим на частоту аварийной разгерметизации магистральных трубопроводов, относят природные факторы (грунтовые, гидрологические, климатические, сейсмические, топографические и др.); антропогенные, связанные с человеческой деятельностью; конструктивно-технологические параметры,включающие технические и организационные факторы обеспечения безопасности;производственные, включая условия строительства и некоторые другие.318В связи с многообразием причин аварий, определяемых во многом условиями прохождения трассы, а также применяемых мер обеспечения пожарной безопасности, с целью определения частоты аварий для конкретного участка продуктопровода в соответствии с Приложением 6 к Методике [66] вводится система классификации, группирующая аварийные ситуации по причинам, вызвавшим инцидент (факторы влияния).Поскольку источник опасности представляет собой линейный объект, при построении полей опасных факторов пожара (ОФП) учитывается специфика линейногообъекта.
Для линейного источника частоты инициирующих событий при реализациисценариев аварий имеют размерность м-1год-1, т.е. нормируются на единицу длинытрубопровода.Базовая частота разгерметизации продуктопровода принимается согласно Приложению 6 к Методике [66] как для нефтепроводов равной б = 2,7∙10-7 (мгод)-1.При определении размеров повреждений и частоты их реализации может бытьиспользован подход, изложенный в Приложении 6 к Методике [66].Наибольший риск аварий на продуктопроводах связан с продольными разрушениями, которые могут происходить как по основному металлу труб, так и в зонесварных швов, при образовании коррозионных «свищей», «гильотинных» разрывов.В качестве дефектных отверстий в соответствии с Приложением 6 к Методике[66] приняты как для нефтепроводов три отверстия с характерными размерами: 0,3 − Lp/D – «свищи»; 0,75 − Lp/D – трещины; 1,5 − Lp/D – «гильотинный» разрыв, где D – условный диаметр трубопровода.Площадь дефектного отверстия Sэфф составляет 0,0072∙So, 0,0448∙So, 0,179∙So соответственно, где So – площадь поперечного сечения трубопровода.
Значения Sэффприведены для верхней границы интервала характерных размеров Lp/D дефектныхотверстий в предположении об их ромбической форме с соотношением длины к ширине 8:1.Условная вероятность реализации (доля разрывов) для отверстий составляет:− 0,55 – «свищи»;− 0,35 – трещины;− 0,1 – «гильотинный» разрыв.319Итоговая частота разгерметизации на каждом участке трубопровода m для заданного размера повреждения рассчитывается по формуле:6 j (m) б fij (m) /100i 1,(4.1)где j(m) – частота разгерметизации для j-го размера повреждений на участке m трубопровода; fij – относительная доля аварий для j-го размера повреждений поi-ой причине на участке m трубопровода; i – количество причин разрушения;j – количество размеров повреждений.4.2.2.1.
Внешнее воздействие.Влияние толщины стенки трубы. В общем случае, чем больше толщина стенки трубы, тем лучше её защищённость от внешнего воздействия. Вместе с тем согласно имеющимся стандартам требуемая толщина стенки увеличивается с увеличением диаметра трубы. Таким образом, чтобы избежать двойного учёта влияния толщины стенки (через диаметр трубы) используется регрессионная зависимость частоты разгерметизации, вызванной недостаточной толщиной стенки трубы fтс (1000км/год), от толщины стенки трубы δ (мм):(4.2)Отметим, что указанная регрессионная зависимость справедлива для данных,приведенных в таблице 4.2. Таким образом, поправочный коэффициент kтс к базовойчастоте разгерметизации при внешнем воздействии, ответственный за увеличениетолщины стенки трубы, определяется следующим образом.
Используя зависимость(4.1) получим, что базовой частоте разгерметизации при внешнем воздействии, равной fтс (базовая) = 0,205 (1000 км/год), отвечает толщина стенки δбаз = 6 мм. Тогдаkтс = fтс/fтс (базовая), где fтс отвечает толщине стенки рассматриваемого трубопровода δ.Заглубление трубопровода. Поправочный коэффициент для трубопроводов,заглубленных на глубину более 1 м, составляет 0,73, а для трубопроводов, заглубленных на глубину от 0,8 до 1 м, составляет 0,93. При заглублении на глубину менее0,8 м поправочный коэффициент к базовому показателю равен 1.320Переходы, выполненные методом наклонно-направленного бурения (ННБ).Предполагается, что на участках переходов, выполненных методом наклонно направленного бурения, из-за большой глубины перехода полностью исключено внешнее воздействие (поправочный коэффициент равен 0). Таким образом, на этих участках частотаразгерметизации, вызываемая внешним воздействием, принимается равной 0.Переходы через автодороги, железные дороги, инженерные коммуникации.Причина повреждения трубопроводов на перечисленных выше переходах – возможность внешнего воздействиям, например, в случае использования тяжелой строительной или землеройной техники без согласования с компанией-оператором магистральных трубопроводов.Поскольку достоверная информация о зависимости частоты аварий именно на переходах через автодороги, железные дороги и инженерные коммуникации отсутствует,методом экспертной оценки установлено, что на данных переходах частота аварий, вызванных внешним воздействием, в 2 раза превышает частоту аварий, вызванных тем жевнешним воздействием на соседнем с переходом участке.В том случае, если для трубопровода на переходах через автодороги, железные дороги, инженерные коммуникации предусмотрены защитные футляры (кожухи) из стальных труб с герметизацией межтрубного пространства, частоту разгерметизации этих участков по внешнему воздействию можно принять базовой, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
