2 РУКОВОДСТВО ПО БЕЗОПАСНОСТИ. Оценка частоты образования дефектного отверстия в МН и МНПП в зависимости от его размеров
Исходя из анализа аварийности, в зависимости от объема вытекающей нефти (нефтепродукта) следует выделить два типа истечения:
через коррозионные свищи и повреждения с характерным размером до 15 мм (утечка первого типа);
через трещины в МН и МНПП, образовавшиеся в результате заводских дефектов труб, брака СМР, механических повреждений, ошибок эксплуатации или отказа оборудования (утечка второго типа).
При расчетах рекомендуется принять долю утечек первого типа равной 70% от общего количества разгерметизаций и площадь дефектного отверстия до 10-4 м2.
Доля утечек второго типа - 30%. Размер дефектных отверстий в этом случае может варьироваться в гораздо более широком диапазоне: от нескольких сантиметров до полного (гильотинного) разрыва трубы. Согласно анализу разрушенных участков действующих ОПО МН и МНПП размер трещин (величина большей диагонали ромбовидного дефектного отверстия) описывается следующим дискретным распределением:
трещины размером до 0,3 - DN - 55% от всех разрушений второго типа;
трещины размером до 0,75 - DN - 35% от всех разрушений второго типа;
трещины размером 1,5 - DN - 10% от всех разрушений второго типа.
Наибольшие по ущербу аварии на ОПО МН и МНПП возникают при продольных разрушениях труб, которые могут происходить как по основному металлу труб, так и в зоне сварных швов при образовании коррозионных свищей, гильотинных разрывов.
Распределение вероятности возникновения свищей и дефектных отверстий (трещин с тремя характерными размерами LP/DN, где DN - номинальный диаметр МН и МНПП, Lp - характерный линейный размер дефектного отверстия), а также соответствующие им эквивалентные площади Sэфф приведены в таблице N 1 данного приложения. Значения Sm приведены для верхней границы интервала характерных размеров LP/DN дефектных отверстий в предположении об их ромбической форме (щели) с соотношением длины к ширине 8:1. Выбранные таким образом размеры щелей и вероятности следует считать реперными.
Таблица N 1
Параметры дефектного отверстия в ОПО МН и МНПП
и частота возникновения отверстия с данными параметрами
Параметр дефектного отверстия
|
Свищ
m = 0
|
Малая трещина
m = 1
|
Средняя трещина
m = 2
|
"Гильотинный" разрыв
m = 3
|
Ld/DN
|
Sэфф <= 10-4 м2 независимо от диаметра
|
0,3
|
0,75
|
1,5
|
Sэфф / S0
|
0,0072
|
0,0448
|
0,179
|
|
Доля разрывов
|
0,7
|
0,165
|
0,105
|
0,03
|
Удельная частота аварий на участке с возникновением дефектных отверстий определенного размера (характерные размеры дефектных отверстий указаны в таблице N 1 данного приложения) определяется по формуле:
, (6)
где m = 0, 1, 2, 3 - индекс, .
Пример
Удельная частота аварий на участке МН с диаметром 1000 мм составила .
Тогда удельная частота возникновения свищей составит 0,0007 аварий/(км·год).
Удельная частота возникновения трещин малых размеров составит 0,000165 аварий/(км·год).
Продольный (характерный) размер малой трещины Lр = 30 см = 0,3 м и площадь разрыва Sэфф = 56,25 см2 = 0,005625 м2.
Соответственно для трещин средних размеров - , Lр = 75 см = 0,75 м, Sэфф = 352 см2 = 0,0352 м2; для гильотинного разрыва (разрыва на полное сечение) - , Lр = 150 см = 1,5 м, Sэфф = 1406 см2 = 0,1406 м2.