Preview

Надежность

Расширенный поиск

Особенности развития процесса повреждения сетевых структур систем трубопроводного транспорта

https://doi.org/10.21683/1729-2646-2021-21-2-9-16

Полный текст:

Аннотация

Введение. Системы промышленного трубопроводного транспорта представляют собой сложные потенциально опасные инженерные объекты, обеспечивающие доставку потребителям заданных объемов целевого продукта. Развитие нештатных ситуаций, связанных с переходом в состояние неработоспособности некоторого количества трубопроводов, может привести к отключению от источника части или всех потребителей продукта. Если переход в состояние неработоспособности линейных элементов системы происходит в случайном порядке, то такой процесс изменения структуры сети называется прогрессирующим повреждением. Особую опасность прогрессирующее повреждение представляет в том случае, если при выполнении ремонтных работ отключается фрагмент системы или некоторая совокупность технологических трубопроводов.

Целью работы является выявление закономерностей изменения стойкости трубопроводных систем при развитии процесса прогрессирующего повреждения и разработка практических рекомендаций по обеспечению стойкости таких систем в условиях эксплуатации и выполнения ремонтных операций.

Методы исследования. Стойкость систем как способность противостоять развитию процесса прогрессирующего повреждения оценивалась при помощи показателя, представляющего собой среднюю долю трубопроводов, случайный переход которых в состояние неработоспособности приводит к отключению от источника всех потребителей продукта. Значения показателя стойкости устанавливались с использованием метода имитационного компьютерного моделирования. Структура сети и характер действующих внутрисистемных связей задавались при помощи матрицы смежности.

Результаты. Повреждение структуры транспортной сети рассматривается как результат развития двухэтапного процесса. На этапе целевой трансформации из состава структуры, построенной на основе полного графа, целенаправленно исключаются линейные элементы с приведением сети к некоторому исходному состоянию. На втором этапе происходит трансформация исходной структуры в соответствии с механизмом прогрессирующего повреждения. Такой подход позволяет корректно оценивать изменение стойкости сложных сетевых структур и их способность противостоять развитию деструктивных процессов повреждения. Предложены расчетные характеристики, позволяющие прогнозировать поведение трубопроводных сетей в условиях возможного развития не[1]штатных ситуаций. Показано существование предельных сетевых структур, которые оказываются весьма уязвимыми к возможному развитию прогрессирующего повреждения.

Выводы. По мере развития процесса целевой трансформации способность вновь образованных сетевых структур противостоять развитию процесса прогрессирующего повреждения непрерывно снижается. Минимальный уровень стойкости трубопроводной системы к развитию процесса прогрессирующего повреждения наблюдается в случае приближения структуры сети к предельному состоянию. При подготовке ремонтных работ и плановом исключении из состава действующей трубопроводной системы некоторого количества линейных элементов следует оценивать близость структуры вновь образованного сетевого объекта к предельному состоянию, а также стойкость восстанавливаемой системы к возможному развитию процесса прогрессирующего повреждения.

Об авторе

И. А. Тарарычкин
Луганский государственный университет им. В.Даля
Украина

Игорь Александрович Тарарычкин – доктор технических наук, профессор

Луганск



Список литературы

1. Murali Sambasivan, Sekar Gopal. Handbook of Oil and Gas Piping. A Practical and Comprehensive Guide. 2019, Taylor & Francis Group. 147 p.

2. Geoff Barker. The Engineer’s Guide to Plant Layout and Piping Design for the Oil and Gas Industries. 2018, Elsevier Inc. 510 p.

3. Oil and Gas Pipelines. Integrity and Safety Handbook. Edited by R. Winston. 2015, John Wiley & Sons, Inc. 816 p.

4. Brian Silowash. Piping Systems Manual. 2010 by The McGraw-Hill Companies, Inc. 416 p.

5. Dennis P. Nolan. Handbook of Fire and Explosion Protection Engineering Principles for Oil, Gas, Chemical, and Related Facilities. Fourth Edition. Gulf Professional Publishing. Elsevier Inc., 2019. 500 р.

6. Evgeny N. Barkanov, Andrei Dumitrescu, Ivan A. Parinov. Non-destructive Testing and Repair of Pipelines. Springer International Publishing AG, 2018. 451 р.

7. Bijan Kermani, Thierry Chevrot. Recommended practice for corrosion management of pipelines in oil and gas production and transportation. European Federation of Corrosion Publications. CRC Press. 2017. 110 р.

8. Alireza Bahadori. Oil and Gas Pipelines and Piping Systems. Design, Construction, Management, and Inspection. Elsevier Inc. 2017. 627 p.

9. Qiang Bai, Yong Bai, Weidong Ruan. Advances in Pipes and Pipelines. Flexible Pipes. Scrivener Publishing LLC. Published by John Wiley & Sons, Inc. 2017. 589 p.

10. Mojtaba Mahmoodian. Reliability and Maintainability of In-Service Pipelines. Gulf Professional Publishing publications. Elsevier Inc. 2018. 176 p.

11. Gabriella Bolzon, Giovanna Gabetta, Hryhoriy Nykyforchyn. Lecture Notes in Civil Engineering. Degradation Assessment and Failure Prevention of Pipeline Systems. Springer Nature Switzerland AG, 2021. 252 p.

12. A. Antoniou, A. Dimou, A. Markogiannakis, P. Karvelis. Design of Tanks Foundation and Onshore Pipeline Against Earthquakerelated Geohazards in a Coastal Area in Northern Greece. // Pipeline Technology Journal. 2020. № 3. P. 40-46.

13. D. Finley, S. Daniels, K. Kole, M. Roeleveld, P. Ogden. Trial of a Process for the Identification of Reduced Depth of Cover on Buried Pipelines // Pipeline Technology Journal. 2018. № 3. P. 42-47.

14. Ramesh Singh. Pipeline Integrity Handbook. Risk Management and Evaluation. Gulf Professional Publishing. Elsevier Inc, 2014. 308 p.

15. R. Ilkaev, V. Seleznev, V. Aleshin, G. Klishin. Numerical Simulation of Gas Pipeline Networks. Theory, Computational Implementation and Industrial Aplications / Ed. by V.E. Seleznev. Moscow, KowKniga, 2005. 720 p.

16. Тарарычкин И.А., Блинов С.П. Имитационное моделирование процесса повреждения сетевых трубопроводных структур // Мир транспорта. 2017. Т. 15. № 2. С. 6-19.

17. Тарарычкин И.А. Стойкость ремонтируемых систем трубопроводного транспорта к повреждениям элементов сетевой структуры // Технологии нефти и газа. 2021. № 1. С. 41 47.

18. Омельченко А.В. Теория графов. М.: МЦНМО, 2018. 416 с.

19. Wilson R.J. Introduction to Graph Theory. Pearson Education Limited, 2010. 184 p.


Для цитирования:


Тарарычкин И.А. Особенности развития процесса повреждения сетевых структур систем трубопроводного транспорта. Надежность. 2021;21(2):9-16. https://doi.org/10.21683/1729-2646-2021-21-2-9-16

For citation:


Tararychkin I.A. Specificity of the development of the damage process to network structures of pipeline transportation systems. Dependability. 2021;21(2):9-16. https://doi.org/10.21683/1729-2646-2021-21-2-9-16

Просмотров: 136


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1729-2646 (Print)
ISSN 2500-3909 (Online)