Основные механизмы деградации трубопроводов
Наиболее характерные механизмы деградации определяются особенностями реакторной установки, материалами, условиями эксплуатации и т.д.
К основным механизмам деградации относятся:
- термическая усталость (ТУ);
коррозионное растрескивание (КР);
коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) (межкристаллитная коррозия, транскристаллитная коррозия и т.д.);
- щелевая коррозия и локальное коррозионное воздействие (ЛК) (микробная коррозия, питтинговая коррозия и др.);
эрозия при кавитации (Э-К);
эрозионная коррозия (Э/К);
- вибрационная усталость (ВУ);
- гидроудар (ГУ).
Определения частот отказов/повреждений разрывов трубопроводов на основе имеющихся данных по конкретным механизмам деградации является предметом отдельного направления при моделировании процессов и оценке самих частот. Ниже, в табл. 1, приведены типичные величины частот, рассчитанные по данным эксплуатационного опыта США.
Таблица 1. Характерные механизмы деградации и их частоты
|
Механизм отказа повреждения |
Количество отказов / повреждений |
Разрывы |
Частота отказов / повреждений |
Условная вероятность разрыва |
Частота разрывов (на реакторо-год) |
|
|
Точечная оценка |
Точечная оценка |
Точечная оценка |
Байесовская оценка |
|||
|
ТУ |
38 |
0 |
1,8х10-2 |
< 0,026* |
< 4,8х10-4* |
3,8х10-5 |
|
КР |
14 |
0 |
6,8х10-3 |
< 0,071* |
< 4,8х10-4* |
3,8х10-5 |
|
КРН |
166 |
0 |
8,0х10-2 |
< 0,0060* |
< 4,8х10-4* |
3,8х10-5 |
|
ЛК |
72 |
3 |
3,5х10-2 |
0,042 |
1,5х10-3 |
1,2х10-3 |
|
Э-К |
15 |
0 |
7,3х10-3 |
< 0,067* |
< 4,8х10-4* |
3,8х10-5 |
|
Э/К |
280 |
19 |
1,4х10-1 |
0,068 |
9,2х10-3 |
8,7х10-3 |
|
ВУ |
364 |
25 |
1,8х10-1 |
0,069 |
1,2х10-2 |
1,2х10-2 |
|
ГУ |
35 |
15 |
1,7х10-2 |
0,43 |
7,3х10-3 |
6,8х10-3 |
|
Другие |
43 |
8 |
2,1x10-2 |
0,19 |
3,9х10-3 |
3,5х10-3 |
|
Дизайн и конструкция |
192 |
13 |
9,3х10-2 |
0,068 |
6,3х10-3 |
5,9х10-3 |
|
Неизвестные |
177 |
11 |
8,6х10-2 |
0,062 |
5,3х10-3 |
4,9х10-3 |
|
ВСЕГО |
1396 |
95 |
6,8х10-1 |
0.068 |
4,6х10-2 |
4,5х10-2 |
*- точечная оценка - ноль, если не наблюдаются разрывы; верхняя оценка дана в предположении одного отказа для каждого механизма деградации.
Величины частот для потенциальных разрывов трубопроводов вследствие специфических механизмов деградации позволяют выделить наиболее важные из них и проранжировать их по трем ранее введенным категориям.
В табл. 2 приведено разбиение механизмов деградации по категориям риска для оценки потенциальных разрывов трубопроводов в рамках матрицы риска.
Таблица 2. Категории механизмов деградации при оценке потенциального риска для трубопроводов
|
Потенциальный риск разрыва для трубопроводов |
Условия течи |
Механизм деградации 1/(реакторо-год) |
Типичные величины частот, |
|
Высокий |
Большая |
Эрозионная коррозия, гидроудар, вибрационная усталость |
~10-2 |
|
Средний |
Малая |
Тепловая усталость, усталостная коррозия, коррозионное растрескивание под напряжением, локальная коррозия |
|