Основы надежности
Надежность объекта – это свойство изделия сохранять в установленных пределах и во времени параметры, характеризующие его способность выполнять свои функции.
Надежность комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его работы может включать в себя:
- Безотказность (время сохранения свойств объекта при непрерывной работе).
- Долговечность (способность объекта сохранять свои параметры до наступления предельного состояния).
- Ремонтопригодность (способность объекта, характеризующаяся его пригодность к восстановлению параметров в процессе ремонтно-профилактических работ).
- Сохраняемость (способность объекта сохранять свои рабочие параметры после транспортирования).
Обычно надежность делится на восстанавливаемую и невосстанавливаемую. К первой обычно относится надежность объекта, а ко второй элементы объект, которые обычном подлежат замене. Объекты с точки зрения надежности могут быть простыми и сложными.
У простого объекта его выход из строя происходит в случае отказа одного составляющего элемента (например, для магистрального нефтегазопровода это может быть пункт перекачки нефтепродуктов и т.п.). Для сложного объекта, при отказе составляющей его части, происходит снижение эффективности работы всего объекта, но при этом он продолжает выполнять свои функции, так как управление элементом может взять на себя сотрудник.
Отказ – это частичная или полная потеря работоспособности объекта или системы.
Методы повышения надежности объектов транспорта нефти и газа
Нефть и газ могут транспортироваться несколькими видами транспорта:
- Железнодорожный транспорт. Транспортировка нефтепродуктов в этом случае осуществляется специальными вагонами-автоцистернами, грузоподъемностью до 120 тонн и толщиной стенок до 11 миллиметров.
- Водный транспорт. Такой транспорт может быть речным или морским. В этом случае транспортировка осуществляется специальными танкерами и баржами. Грузоподъемность современных танкеров может достигать нескольких миллионов тонн.
- Автотранспорт. Данный вид транспорта используется для непосредственной доставки нефтепродуктов до мест потребления (заводы, автозаправочные станции, заводы и т.п.).
- Воздушный транспорт применяется для транспортировки нефти и газа только для доставки его в труднодоступные места (Крайний Север, отдаленные северный острова и т.п.)
- Трубопроводный транспорт. В этом случае перемещение нефтепродуктов происходит по специальным трубам до потребителя
Таким образом машины, средства, осуществляющие транспортировку нефти и газа, а также их составляющие элементы, являются объектами, подверженными потери надежности и требуют осуществления мероприятий по ее повышению.
Надежность объектов транспорта нефти и газа закладывается на этапе проектирования, а расходуется уже во время эксплуатации.
Методы повышения надежности объектов транспорта газа и нефти обычно включают в себя: выбор рациональной периодичности работы объекта и его элементов (например создание оптимального графика движения автоцистерн), выбор оптимального объема работы (заблаговременное проектирование транспортируемого объема нефти или газа), уменьшение времени восстановления (данный показатель достигается правильным использованием объектов транспортировки нефти и газа, то есть объекты не должны работать больше установленных норм), сокращение периода непрерывной работы (исключается работа объектов в холостую), уменьшение интенсивности отказов составляющих элементов объекта, резервирование.
В процессе проектирования объектов транспортировки нефти и газа придерживаются схемных или конструктивных методов повышения надежности.
Схемные методы включают в себя разработку схем работы объекта, которые исключают опасные последствия из-за отказов (например, при транспортировке нефти по трубопроводам, стараются выбрать маршрут, который будет меньше пересекаться с гражданской инфраструктурой), оптимизацию последовательности работы объекта, предварительный инженерный расчет надежности элементов объекта транспортировки нефти и газа, резервирование. Формула расчета надежности элемента или объекта выглядит следующим образом:
$Т = t / n = 1 / (n_{пост} + n_{вн})$
где, $n$ – число отказов, за промежуток времени, $t$; $n_{пост}$ – расчетное число постепенных отказов; $n_{вн}$ – среднее число внезапных отказов.
Резервирование является одним из самых эффективных методов повышения надежности объектов транспортировки нефти и газа. Он представляет собой использование элементов повышенной прочности (жесткая подвеска на автоцистернах, использование стали для железнодорожных цистерн и антикоррозийные вещества при строительстве трубопроводов).
К конструктивным методам относятся: использование составляющих элементов с небольшой интенсивностью отказов, защита объекта и его элемента от внешних климатических условия (например, использование защитной жидкости при строительстве трубопроводов в жестких климатических условиях), установка оптимальных параметров работы объекта и его элементов (например диаметр трубы, должен соответствовать объем транспортируемого полезного ископаемого), разработка подробной технологической документации объекта, унификация элементов объекта и многие другие.
Надежность объектов транспорта нефти и газа является важным параметром, который влияет на многие показатели и работу других производственных систем предприятия.
