РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ РИЗИКІВ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ВІТЧИЗНЯНИХ МАГІСТРАЛЬНИХ
ГАЗОПРОВОДІВ
2.1 Прогнозування факторів ймовірності виникнення аварійних ситуацій на
магістральних газопроводах
Якісний та кількісний аналіз небезпечних факторів, що створюють ризики при
експлуатації газотранспортних систем є невід'ємним і найважливішим етапом у
забезпеченні їх надійності та ефективності. Очевидно, що виникнення тої чи
іншої позаштатної ситуації є явищем випадковим. Проте наведений у цьому розділі
статистичний аналіз дозволяє оперувати показниками імовірності виникнення
аварійної ситуації та цим уникнути стохастичної невизначеності. Основою
математичного аналізу цих факторів є теорія імовірності та теорія надійності
[63-76].
Позначимо lijk потенційно небезпечний фактор, що може призвести до виникнення
аварійного ризику. Класифікуватимемо їх за обставинами аварій – i [i=1, які
можуть виникнути при просіданні лесових, болотистих та інших грунтів; і=2 – при
зсувах земної поверхні; і=3 - при механічному пошкодженні трубопроводу; і=4 -
при вітровому навантаженні (наземна частина трубопроводу)]; за основними
причинами аварій - j, (табл. 2.1) та за видами подій - К (табл. 2.2).
Показник частоти lijk прояву Хijk-го фактору аварійного ризику визначимо за
запропонованою нами формулою:
(2.1)
де lijkД - дійсний показник частоти прояву Хіік-го фактору відмов газопроводу в
конкретному районі або в країні;
lijkП - потенційний показник частоти;
К ijkД - кількість випадків відмов, що сталися протягом певного періоду
внаслідок випадку, який стався при і-тій обставині, за і-ю причиною як наслідок
К-ї події;
Таблиця 2.1
Класифікаційна ознака причини виникнення небезпечного фактора
Групи причин
Причини
Техногенні
Внутрішня корозія труб
Дефекти будівельного походження:
риски, задири, вм'ятини, подряпини
Дефекти металургійного походження:
осадочні раковини, флокери, пухирці, осьові пори, малозернисті тріщини, надрізи
Дефекти зварювальних швів: напливи, кратери, тріщини, перериви у шві, непровари
Природні
Землетруси
Карстові процеси
Зсуви та просідання земної поверхні
Вітрові навантаження: урагани, смерчі
Повені
Екстремальні опади і обмерзання. Аномальні температурні умови.
10
Антропогенні
Помилки при: проектуванні, будівництві, техобслуговуванні, експлуатації
трубопроводів
11
Землерийні роботи
12
Вандалізм
13
Диверсія
14
Таблиця 2.2
Класифікаційні ознаки небезпечного фактора за видами подій
Вид події
Баричне ураження
Хімічне ураження
Термічне ураження
Осколково-фрагментне ураження
- загальна кількість відмов;
К ijkП - потенційна кількість відмов газопроводу у межах району, країни на
певний період як прояв Хіік-го фактору;
_ загальна потенційна кількість відмов.
Потенційна складова частоти прояву аварійного ризику у формулі (2.1)
розраховується як добуток дійсної складової на коефіцієнт збільшення відмов МГ
(старіння трубопроводів, активізація природних процесів, тощо). Він
встановлюється на основі статистичних даних відмов за певний період. Так, за
останні 16 років експлуатації вітчизняних МГ частота їх відмов збільшилася з
0,35 рік-1 до 0,42 рік-1 на 1000 км, що відповідала коефіцієнту збільшення 1.2
Аварії на газопроводах характеризуються наявністю суттєвих розходжень у
значеннях питомої частоти аварій lсер у середньому по галузі й значеннях
питомої частоти аварій lМГ у цілому по конкретному газопроводу й локальної
частоти lп по його окремих ділянках, що розрізняються своїми
конструктивно-технологічними характеристиками, особливостями проектування,
будівництва й експлуатації за різних зовнішніх умов. Тому при дослідженні
аварійного ризику експлуатації МГ неминуче постає питання ранжирування його
окремих ділянок таким чином, щоб найнебезпечнішим з огляду технічного стану
ділянкам приділялася найбільша увага - і при з'ясуванні прийнятності аварійного
ризику, і при плануванні ремонтних робіт та інших превентивних заходах.
Розбивка траси аналізованого трубопроводу на ділянки, що характеризуються
приблизно постійним значенням локальної частоти (питомої інтенсивності) аварії
усередині кожної ділянки, зазвичай здійснюється з використанням ознаки найбільш
суттєвої зміни значення того або іншого фактора впливу.
Залежно від цілей досліджень, оцінка ризику (і, відповідно, оцінка локальної
інтенсивності аварій) може проводитися не на всіх підряд ділянках траси, а
тільки на окремих її відрізках, наприклад, тих що примикають до населених
пунктів. Тут при необхідності ступінь деталізації може бути збільшений, а на
незаселених територіях зменшений.
Залежно від сукупності конкретних значень різних факторів впливу (ФВ) на
аварійність, що мають місце на розглянутій ділянці траси, інтенсивність аварій
на ній буде в тому або іншому ступені відрізнятися від середньої по галузі
lсер. В роботах [16, 77, 78] ці розходження пропонується враховувати за
допомогою інтегрального коефіцієнта впливу (kвпл), що показує, у скільки разів
локальна інтенсивність аварій відрізняється від lсер і розраховується як
добуток 3-х коефіцієнтів впливу: регіонального (kрег.), «діаметрального» (kD) і
локального (kлок), тобто локальна інтенсивність аварій на n-ій ділянці траси
може бути виражена як:
Узагальнена формула для розрахунку локального значення інтенсивності аварій на
п-ій ділянці траси має вигляд [16]:
(2.2)
Розрахунок по ній локальних значень інтенсивності аварій для кожної ділянки
траси дає можливість одержати розподіл питомої частоти аварій по довжині траси
lп(х).
На практиці, при аналізі аварійного ризику на українських МГ, визначення lп
зустрічає значні
- Київ+380960830922