<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">sustain</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Надежность</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Dependability</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1729-2646</issn><issn pub-type="epub">2500-3909</issn><publisher><publisher-name>RAMS Journal Limited liability company</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.21683/1729-2646-2016-16-2-39-42</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">sustain-153</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ НАДЕЖНОСТЬ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>FUNCTIONAL RELIABILITY. THE THEORY AND PRACTICE</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Определение вероятности обеспечения номинального режима работы магистрального продуктопровода с учетом процесса старения перекачивающих агрегатов</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Determination of probability of nominal mode of main product pipeline operation with consideration of ageing of pumping units</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Карманов</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Karmanov</surname><given-names>A. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>доктор физико‑математических наук, профессор кафедры «Автоматизация производственных процессов» РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина. Россия, 119991, г. Москва, Ленинский проспект, дом 65, корпус 1, тел. + (915) 366-51-18</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Doctor of physico-mathematical sciences, professor of the chair “Automation of production processes”, Gubkin Russian State University of Oil and Gas, 119991, Moscow, Leninsky prospect, 65, building 1, tel.: +7 (915) 366-51-18</p></bio><email xlink:type="simple">abkar2007@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Росляков</surname><given-names>Д. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Roslyakov</surname><given-names>D. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>главный специалист отдела эксплуатации ОАО «АК «Транснефтепродукт». Россия, 115184, г. Москва, Вишняковский переулок, дом 2/36, строение 1, тел. +7 (909) 937-50-64</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Chief specialist of Department of operation of Joint-Stock Co. “AK Transnefteproduct”, 115184, Moscow, Vishnyakovsky street, 2/36, building 1, tel. +7 (909) 937-50-64</p></bio><email xlink:type="simple">karter.diman@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Телюк</surname><given-names>А. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Telyuk</surname><given-names>A. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>кандидат технических наук, ассистент кафедры «Автоматизация производственных процессов» РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина. Россия, 119991, г. Москва, Ленинский проспект, дом 65, корпус 1</p></bio><bio xml:lang="en"><p>PhD in engineering, assistant of the chair “Automation of production processes” Gubkin Russian State University of Oil and Gas, 119991, Moscow, Leninsky prospect, 65, building 1</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>кафедра «Автоматизация производственных процессов» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, Москва, Россия</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>the chair “Automation of production processes”, Gubkin Russian State University of Oil and Gas, Moscow, Russia</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>ОАО «АК «Транснефтепродукт», Москва, Россия</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>JSC Transnefteproduct, Moscow, Russia</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2016</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>13</day><month>09</month><year>2016</year></pub-date><volume>16</volume><issue>2</issue><fpage>39</fpage><lpage>42</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Карманов А.В., Росляков Д.А., Телюк А.С., 2016</copyright-statement><copyright-year>2016</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Карманов А.В., Росляков Д.А., Телюк А.С.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Karmanov A.V., Roslyakov D.A., Telyuk A.S.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.dependability.ru/jour/article/view/153">https://www.dependability.ru/jour/article/view/153</self-uri><abstract><p>Цель. В статье приводится метод и формула для расчета вероятности обеспечения номинального режима работы магистрального продуктопровода (МП) – далее по тексту функции готовности МП – с учетом процесса старения насосных агрегатов при нормативной периодической стратегии их обслуживания. Эта функция готовности определяется в следующих предположениях: 1. МП состоит из двух основных частей: пассивная часть – высоконадёжная линейная часть; активная – насосные станции, реализующих номинальный режим перекачки продукта. МП может содержать в своём составе любое конечное число насосных станций. 2. Каждая насосная станция включает в себя систему магистральных насосных агрегатов (МНА) – активных элементов станции, контрольно-измерительные приборы и автоматику, трубопроводную и запорную арматуру и иное необходимое технологическое оборудование. Система МНА является той частью насосных станций, которая обеспечивает номинальный режим перекачки нефтепродукта и, как правило, состоит из четырёх однородных МНА. 3. Трубопроводная обвязка системы МНА такова, что позволяет вывести каждый рабочий агрегат в резерв, а на его место поставить любой резервный агрегат. 4. Необходимый номинальный режим работы МП определяется гидравлическими и экономическими расчетами, в результате которых указывается необходимый режим работы каждой насосной станции. При этом для каждой станции указывается количество МНА, которые должны находиться в рабочем состоянии, а оставшиеся МНА либо в ненагруженном резерве, либо в восстановительном ремонте, обусловленном нормативной периодической стратегией обслуживания. Таким образом, номинальный режим работы МП обеспечивается соответствующими номинальными режимами насосных станций, которые, в части перекачивающих агрегатов на станциях, определяются числом работающих МНА. Анализ статистического материала по отказам насосных агрегатов, обслуживаемых по нормативной периодической стратегии, позволяет выявить интенсивности отказов агрегатов на каждом последовательном интервале времени между капитальными ремонтами. В частности, интенсивности отказов возрастают на рассматриваемых интервалах, что указывает на процесс старения агрегатов по мере их эксплуатации. Далее приводится метод расчета функции готовности для любой перекачивающей станции, входящей в состав МП. При этом выписываются начальные условия и дифференциальные уравнения для нахождения функции готовности по каждой системе МНА на насосных станциях, полученные с использованием схемы «гибели и размножения». Основные результаты расчетов на каждом из трёх последовательных интервалов между капитальными ремонтами приводятся в виде графиков, из которых видно влияние процесса старения агрегатов на значения функции готовности системы МНА на насосной станции: значения производных от функции готовности последовательно уменьшаются для соответствующих времён, отсчитываемых от начала проведения каждого очередного капитального ремонта. Приводится также выражение для расчета функции готовности МП, имеющего в своём составе несколько насосных станций. Результаты расчета указанной функции готовности могут служить обоснованием для модернизации нормативной периодической стратегии с целью увеличения не только вероятности обеспечения номинального режима работы МП, но и иных технико-экономических показателей функционирования систем МНА, в частности, показателей энергосбережения. Например, указывается, что некоторые виды непериодических стратегий обслуживания МНА, построенные на основе нормативной стратегии, могут значительно увеличить значения указанных показателей.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Aim. The article provides a method and a formula for calculation of probability of nominal operating mode for main product pipeline (MPP) – further as the text goes, MPP availability function – with consideration of ageing of its pumping units which are periodically maintained in accordance with a normative service strategy. This availability function is determined in the following assumptions: 1. MPP is composed of two basic parts: passive part – high reliable line part; and active part including pump stations which ensure nominal operating mode for the product’s pumping-over. MPP may contain any finite number of pump stations. 2. Each pump station includes the system of main pumping units (MPU system) which are active elements of the station, instrumentation and control, pipeline accessories and shutoff valves, as well as other essential technological equipment. MPU system is the part of pump stations ensuring nominal conditions for the oil products pumping-over and which is usually consists of four homogeneous MPUs. 3. MPU arrangement makes it possible to bring each working unit into standby, and substitute it with any standby unit. 4. A required nominal mode for MPP operation is determined by hydraulic and cost calculations as the result of which a required operating mode is indicated for each pump station. For each station the number of MPU is indicated which must be in a working order, and the rest MPU shall be either in standby, or under restoring repair performed in accordance with a normative service strategy. Thus, nominal mode of MPP operation is ensured by the respective modes of pump stations, which with regard to pumping units are determined by the number of active MPUs. Analysis of statistics related to the failures of pumping units maintained in accordance with a normative service strategy makes it possible to define the units’ failure rate in each interval between overhauls. In particular, failure rates are increasing on the respective intervals which means the ageing of units with their operation. Then the method for calculation of availability function for any pumping unit within the scope of MPP is offered. Initial conditions and differential equations are written to find an availability function for each MPU system at pump stations, obtained using the “death and reproduction” scheme. Basic results of calculations per each of three sequential intervals between overhauls are represented in form of graphs that show the influence of ageing of the units on the values of MPU availability function at a pump station: values of derivatives of availability function are sequentially decreasing for the respective times counted from the start of each recurrent overhaul. The expression to calculate availability function of MPP with several pump stations is also provided. The results of calculation of the availability function can serve as the grounds for modernization of a normative periodic strategy on order to increase the probability of MPP nominal mode, as well as other technical and economic performance indicators of MPU systems, in particular, energy efficiency indicators. In particular, it is pointed out that certain types of non-periodic service strategies, built on the basis of a normative strategy may significantly increase the values of indicated.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>магистральный продуктопровод</kwd><kwd>насосный агрегат</kwd><kwd>надежность</kwd><kwd>процесс старения</kwd><kwd>функция готовности</kwd><kwd>вероятность обеспечения номинального режима работы</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>main product pipeline</kwd><kwd>pumping unit</kwd><kwd>reliability</kwd><kwd>ageing</kwd><kwd>availability function</kwd><kwd>probability of nominal operating mode</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Капур К., Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем. М.: Мир, 1980.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kapur K., Lamberson L. Dependability and system engineering. М.: Mir, 1980.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. М.: Стандарты, 1990.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">GOST 27.002-89. Industrial product dependability. M.: Standards, 1990.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Байхельт Ф., Франкен П. Надежность и техническое обслуживание. М.: Радио и связь, 1988.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Beichelt F., Franken P. Dependability and technical maintenance. М.: Radio i svyaz, 1988.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Карманов А.В., Росляков Д.А. Оценка основных эксплуатационных показателей надежности насосных агрегатов магистральных нефтепродуктопроводов. Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности, № 12, 2015, C.41- 45.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karmanov A.V., Roslyakov D.A. Estimation of major operating reliability indices of  oil main pipeline pumping units. Automation, telemetry and communication in oil industry, No. 12, 2015, P.41- 45.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Карманов А.В., Ларионов С.В., Росляков Д.А. Определение эксплуатационных характеристик надежности электродвигателей в составе магистральных насосных агрегатов по случайным цензурированным выборкам. НТЖ Технология нефти и газа, № 4, 2015, С. 60-65.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Karmanov A.V., Larionov S.V., Roslyakov D.A. Determination of operational  characteristics of reliability for motor drivers within main line pumping units by  random censored samples. Oil and gas technologies, No.4, 2015, P. 60-65.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Сухарев М.Г., Карасевич А.М. Технологический расчет и обеспечение надежности газо- и нефтепроводов. М.: Изд-во Нефть и газ, 2000.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Suharev M.G., Karasevich A.M. Technological calculation and reliability control of  gas and oil pipelines. М.: Pub. house Oil and gas, 2000.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности. М.: Наука, 1965</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gnedenko B.V., Belyaev Y.K., Solovyov A.D. Mathematical methods of reliability theory. M.: Science, 1965.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
