автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.07, диссертация на тему:Разработка методов оптимизации сроков технического обслуживания и ремонта стальных вертикальных резервуаров

Введение.

1, Анализ состояния вопроса повышения эксплуатационной надежности резервуаров и постановка задачи исследования.

1.1. Эксплуатационная надежность резервуаров.

1.1.1. Коррозия вертикальных стальных резервуаров. II

1.2. Постановка задач, исследования.

2. Исследование и разработка модели функции распределения времени безотказной работы резервуаров.

2.1. Исследование общих закономерностей развития отказа резервуаров.

2.2. Определение предельного износа элементов конструкции резервуара.

2.2.1. Определение параметров функций распределения времени безотказной работы резервуаров.

3. Исследование и оптимизация системы технического обслуживания и ремонта стальных вертикальных резервуаров.

3.1. Выбор модели технического обслуживания и ремонта резервуаров и критериев оптимальной периодичности ремонта.

3.2. Исследование влияния характеристик надежности элементов резервуара и параметров модели обслуживания на периодичность капитальных ремонтов.

3.3. Методика установления оптимальных сроков капитальных ремонтов стальных вертикальных резервуаров с учетом их неполного восстановления.

3.4. Управление надежностью резервуара на межремонтном периоде эксплуатации.

3.5. Исследования по установлению сроков средних ремонтов для поддержания заданного уровня надежности. ru

3.6. Исследования по установлению срока службы резервуаров. :<J

4. Техническое резервирование для обеспечения ремонтного обслуживания резервуаров.

4.1. Особенности организации технического резерва.

4.I.I. Математическая модель определения резерва для обеспечения надежной эксплуатации.

4.2. Методика расчета резерва материально-технических средств для обеспечения капитальных ремонтов.

В основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года поставлена задача обеспечить к 1985 году добычу нефти (с газовым коцценсатом) в объеме 620-645 млн.тонн /I// Значительная роль цри этом отводится дальнейшее развитию Западно-Сибирского энергетического комплекса.

Наряду с наиболее полным извлечением нефти из недр остается актуальной задача более рационального использования добытой нефти за счет сокращения ее потерь при подготовке, транспорте, переработке и дальнейшем хранении.

Для обеспечения нормальной работы всех потребителей, связанных с добычей, подготовкой, транспортом нефти, ее переработкой и хранением необходимо иметь мощную систему резервуарных парков. Отечественный и зарубежный опыт проектирования резервуарных парков показывает, что в среднем на I тонну добываемой нефти необходимо иметь 0,4-0,5 м3 резервуарной емкости /б8/.Следовательно, к 1985 году для хранения нефти и газового конденсата необходимо иметь ре-зервуарный парк вместимостью 320 млн. м3.

Статистический анализ развития нефтедобывающей и сталеплавильной промышленности показывает, что темпы роста добычи нефти значительно опережают темпы роста производства стали. По данным Статистического ежегодника /55/ добыча нефти ( с газовым конденсатом) с 1970 по 1982 год возросла на 75 %, в то время как производство листовой стали- на 50 %. В результате такого несоответствия снижается коэффициент резервуарной обеспеченности, что приводит к серьезным затруднениям в обеспечении народного хозяйства нефтепродуктами. Эти проблемы в какой-то степени могут быть решены за счет организационных мер, обеспечивающих надежную и эффективную эксплуатацию как действующих, так и вновь строящихся резервуаров. Поэтому» в последние годы все более высокие требования предъявляются к проектной и эксплуатационной надежности резервуарных парков и отдельных резервуаров.

Надежность резервуарного парка определяется его способностью обеспечивать бесперебойную работу всей системы нефтеснабжения при условии заданной резервуарной емкости. Недостаточная надежность резервуаров может привести к большим затратам трудовых и материальных ресурсов, а также к ущербу от недопоставок нефти народному хозяйству. С другой стороны, повышение надежности требует привлечения дополнительных средств на сооружение и эксплуатацию резервуаров. Поэтому, в исследованиях последних лет важное значение придается вопросам установления оптимального нормативного уровня надежности резервуарных конструкций и обеспечения заданного уровня в процессе эксплуатации. Однако, исследований по разработке теоретически обоснованных и практически применимых методов по обеспечению надежности резервуаров как на стадии проектирования, так и при эксплуатации пока недостаточно. В связи с этим оба направления - определения нормативной надежности и сохранение заданного уровня надежности при эксплуатации в настоящее время являются актуальными.

Следует отметить, что в условиях низкой резервуарной обеспеченности вопросы повышения эксплуатационной надежности приобретают особо важное значение, что и определило выбор темы настоящего исследования.

Данная работа посвящена исследованию возможности повышения эксплуатационной надежности резервуаров за счет рациональной организации технического обслуживания и ремонта, а именно: - определению оптимальной периодичности технического обслуживания и ремонта резервуаров,

- определению срока службы резервуаров;

- определению запаса на ремонтные средства, необходимого для осуществления оптимального плана ремонтов.

Результаты исследования показали, что коэффициент запаса при заданном уровне достаточности не зависит от среднего ресурса элементов, т.е. для всех элементов и для резервуара в целом можно рекомендовать единое значение коэффициента запаса.

При оптимальной периодичности ремонтов с достаточной надежностью 0,99 коэффициент запаса.необходимый для бесперебойной работы резервуаров, определяется значением 1,05.

1. Материалы ХХУ1 съезда НПСС.-М.:Издательство политической литературы, 1981.-223 с.

2. Агишев В.Г.Девенцов А.Н., Мацкин Л.А.,Ращепкин К.Е., Суслов A.A. Нормирование показателей надежности нефтяных резервуаров.-М.:ЦНИИТЭнефтехим /НГС Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья, 1975, №5, с.4-6.

3. Ашкинази М.И.Дистова А.И.»Чикинева Т.И. К вопросу о сроке службы резервуаров. -М.:ВНИИОЭНГ/НГС Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов, 1979, №5, с.20-23.

4. Базовский И. Надежность.Теория и практика.-М.:Мир,1965.-373 с

5. Барзилович Е.Ю.»Каштанов В.А. Некоторые математические вопросы теории обслуживания сложных систем.-М.:Сов.радио,1969.-488 с.

6. Барзилович Е.Ю. Модели технического обслуживания сложных систем.-М.¡Высшая школа, 1982.-231 с.

7. Барлоу Р.,Прошан Ф. Математическая теория надежности. -М.:Сов.радио,1969.-488 с.

8. Барлоу Р. Дантер Л. Оптимальный порядок проведения профилактических работ.-В кн.¡Оптимальные задачи надежности. -М.: Ставдарты, 1968, с.230-244.

9. Березин В.Л.,Мацкин A.A., Гумеров А.Г., Ясин Э.М. Вопросы эксплуатационной надежности резервуаров на нефтеперерабатывающих заводах.-М.:ЦНИИ нефтехим, I97I.-64 с.

10. Березин В.Л. Исследование напряженного состояния резервуаров. В кн.:Сборник трудов Уфимского нефтяного института.-Уфа,i960, выпЛП, с 149-153.

11. Березин В.Л.,Шутов В.Е.»Прочность и устойчивость резервуаров и трубопроводов.-М.:Недра,1973.-200 с.- из

12. Вентцель Е.С. Теория вероятностей.-М.:Наука, 1969.-576 с.

13. Веревкин С.И., Ржавский E.J1. Повышение надежности резервуаров, . газгольдеров и их оборудование.- М.:Недра,1980.-287 с.

14. Галеев В.Б. Эксплуатация стальных вертикальных резервуаров в сложных условиях.- М.:Недра, I98I.-I49 с.

15. Герцбах И.Б. Формулировка некоторых оптимальных задач теории надежности.-М.:Изв.АН СССР/НТС Техническая кибернетика,1963, Ш, с.

16. Герцбах И.Б. Модели профилактики.-М.:Сов.радио,1969.-214 с.

17. Гнеденко Б.В.»Беляев Ю.К.»Соловьев А.Д. Математические методы в теории надежности.-М.:Наука, 1965.-524 с.

18. Головнева А.П., Вайсман Л.Г. Анализ коррозионного состояния резервуаров на промыслах Среднего Приобья.-М.:ВНИИ0ЭНГ/НТС Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности,1970,№8 1982, №5, с.15-16.

19. Гоник A.A. Коррозия нефтепромыслового оборудования, меры предупреждения.-М.:Недра, 1982.-196 с.

20. Григолюк Э.И.,Кабанов В.В. Устойчивость оболочек.-М.:Наука, 1978.-360 с.

21. Гумеров А.Г.,Ясин Э.М. К оценке несущей способности резер-вуарных конструкций.-М.:ЦНИИТЭнефтехим/НТС Транспорт к хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья,1970,№7,с.3-5.

22. Гутман Э.М.Механохимия металлов и защита от коррозии. -М.:Металлургия,1981.-270 с.

23. Евтихин В.Ф. Новое в проектировании, строительстве и эксплуатации резервуаров для нефти и нефтепродуктов.-!.: ЦНИИТЭнефтехим/ Тематический обзор,1980.-58 с.

24. Евтихин В.Ф., Маркелов В.П. Метод определения периодичности ремонтов стальных резервуаров.-М.:ЦНИИТЭнефтехим/ НГС Транспорт и хранение нефти и углеводородного сырья,I974,№9, с.1-4.

25. Евтихин В.Ф.,Маркелов В.П. Повышение надежности стенок вертикальных стальных резервуаров.-М.:ЦНИИТЭнефтехим/НТС Транспорт и хранение нефти и углеводородного сырья,1976,№5, с.5-8.

26. Егоров Е.А. Об одном подходе к оценке надежности стальных резервуаров.-М.:ВНИИОЭНГ/НГС Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов,1982,№10, с.21-22.

27. Ентус Н.Р. Техническое обслуживание и ремонт резервуаров. -М.:Химия, 1982.-238 с.

28. Зиневич A.M.,Глазков В.И.,Котик В.П. Защита трубопроводов и резервуаров от коррозии.-М.:Недра, 1975.- 288 с.

29. Инструкция по обследованию и дефектоскопии металлических резервуаров для старых PBG.-Астрахань,1977.-57 с.

30. Кан С.И. Строительная механика оболочек.-М.¡Машиностроение, 1966.- 507 с.

31. Карпачев М.З. ,Дизенко Е.И., Черняев В.Д. Опыт капитального ремонта сварных вертикальных стальных резервуаров.-М.: ЦНИИТЭнефтехим/ Тематический обзор,1970.- 41 с.

32. Каскевич Н.М. Коррозия стальных нефтяных резервуаров.-М.: ВНИИ0ЭНГД969.- 98 с.

33. Козлов Б.А.»Ушаков И.А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики.-М.:Сов.радио,1975. 472 с.

34. Кокс Д.Р.,Смит В.Л. Теория восстановления.-М.:Сов.радио, 1967.-210 с.

35. Кузьмин Ф.й. Задачи обеспечения надежности технических систем. -М.:Радио и связь,1982.-176 с.

36. Левенцов А.Н.,Ращепкин К.Е.,Суслов А.С. Методика выборавида нормируемых показателей надежности сооружений и оборудования магистрального нефтепровода.-В кн.:Сборник трудов ВШИСПТнефть,вып.16,Уфа, 1976, с.54-67.

37. Лыков М.В. Защита от коррозии резервуаров, цистерн, тары и трубопроводов для нефтепродуктов бензостойкими покрытиями. -М.¡Химия, 1978.- 237 с.

38. Мартынов Г.К.,Фомин В.Н. Показатели надежности технических устройств.-М.¡Стандарты, 1969.- 84 с.

39. Маслов Л.С. »Султанов М.Х. Разработка и регламентация требований к надежности линейной части магистральных нефтепроводов. Обзорная информация.-М.:ВНИИ0ЭНГ/ Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов, 1981.-37 с.

40. Меламедов И.В. Физические основы надежности.-М.¡Энергия, 1979.- 152 с.

41. Методика выбора показателей для оценки надежности сложных технических систем.-М.¡Стандарты, 1971.- 42 с.

42. Методика выбора норм надежности технических устройств. -М.¡Стандарты, 1971. -32 с.

43. Методика выбора оптимальных уровней показателя надежности элементов изделия.-М.¡Стаццарты, 1972.- 12 с.

44. Методика определения периодичности профилактического обслуживания магистральных нефтепроводов. РД 39-30-360-80.-Уфа,1980 28 с.

45. Методика выбора подлежащих нормированию показателей надежности сооружений и оборудования магистрального нефтепровода настадии проектирования. РД-39-30-13-77.-Уфа,1977.-55 с. (Ротапринт/ВНИИСПТнефть:191).

46. Методика расчета показателей надежности нефтеперекачивающих станций магистральных нефтепроводов. РД 39-30-995-84.^Уфа, 1984.-35 с.

47. Мирошниченко O.A., Ютовая A.A. Коррозия внутренней поверхности магистральных газопроводов и конденсатопроводов.-М.: ВНИИОЭНГ/НГС Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности, 1977,№2, с.З-б.

48. Московская O.A.»Галлямов А.К., Определение плана профилактического обслуживания резервуарных парков.-Баку: Изв.вузов

49. Нефть и газ.1982, №3, с.67-70.

50. Московская O.A.»Широков С.Д. Определение оптимальной периодич ности контроля технического состояния резервуаров.-М.: ВНИИОЭНГ/РНГС Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов, 1982,МО, с.22-23.

51. Московская O.A. Моделирование функций распределения наработки на отказ вертикальных сварных резервуаров.-В кн.¡Сборник трудов ВНИИСПТнефть/ Надежность функционирования нефтепровод-ного транспорта, 1983, с.

52. Московская O.A. К определению оптимального плана контроля технического состояния стальных вертикальных резервуаров. Тезисы докладов II зональной конференции "Нефть и газ Западной Сибири".Тюмень, 1983.

53. Народное хозяйство СССР в 1982 году. Статистичевкий ежегодник -М.¡Финансы и статистика, 1983, с.142-145.

54. Нормы амортизационных отчислений по основным фондам народного хозяйства СССР.-М.¡Экономика, 1974.-144 с.

55. Нефтепровод магистральный.Система обеспечения надежности. Основные положения.Ост.39.130-81, М.:1982.-48 с.

56. Ротапринт/ВНИИСПТнефть:230).

57. Основные вопросы теории и практики надежности. Сборник статей.-М.:Сов. радио,1975.-408 с.

58. Отчет о х/д НИР Исследования по повышению эксплуатационной надежности резервуаров.№гос.per.81059926.-Уфа,1981.-108 с.

59. Отчет о х/д НИР Исследования по повышению эксплуатационной надежности резервуаров îfroc per. 81059926.-Уфа, 1982.-85 с.

60. Преображенский И.Н. Экспериментальное исследование устойчивости круговых цилиндрических оболочек при действии осесимметрич-ного давления.-В кн.¡Сборник трудов Казанского университета, вып.УШ /Исследования по теории пластин и оболочек,1972,с299-ЗП

61. Проников A.C. Надежность машин.-М.¡Машиностроение,1978.-592 с.

62. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник.т.3-М.¡ Машиностроение, 1968.- 546 с.

63. Рекомендации по расчету и установлению необходимого количества запасных частей обеспечивающих требуемую надежность оборудования нефтеперекачивающих станций в блочном исполнении при агрегатно-узловом методе его ремонта. Уфа,1978.-34 с.

64. Сафарян М.К. Стальные резервуары для хранения нефтепродуктов. -М.: ВНИИСТ 1958.- 239 с.

65. Сафарян М.К. Основные положения расчета цилиндрических и сферических оболочек на устойчивость.-М.:1ЩГИ/Монтажные работы в строительстве, 1967, вып.2, с.20-32.

66. Сафарян'М.К. .Иванцов О.М. Проектирование и сооружение стальных резервуаров.2М.:Гостехиздат, 1961.-327 с.

67. Сафарян М.К. Современное состояние резервуаростроения и перспективы его развития.-М.:ЦНГИТЭнефтехим /Тематический обзор 1972,-90 с.

68. СН и П 11-23-81. Стальные конструкции /Госстрой СССР.-М.: Стройиздат, 1982.-с.34-35.

69. СН и-'П 1У-4-82 Строительные материалы.М.:Машиностроение, 1982.-42 с.

70. Тихонов В.В. Система планово-предупредительного ремонта сооружений и оборудования магистральных трубопроводов.-М.: Недра, 1966.-190 с.

71. Трулав А. Эксплуатационная надежность и профилактические работы. В кн.: Оптимальные задачи надежности,-М.¡Стандарты, 1968. с.244-256.

72. Хастингс Н.,Пинок Д. Справочник по статистическим распределениям. -М. : Статистика, 1980.-98 с.

73. Худяков С.А. Коррозионный износ корпусов танкеров "Певек" и "Фрунзе". -М.:ВНИИ0ЭНГ/НТС Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности, 1975, М, с.30.

74. Цикерман Л.Я. Диагностика коррозии трубопроводов с применением ЭВМ.-М.:Недра, 1977.-319 с.

75. Черняев В.Д., Векштейн М.Г., Зубаиров А.Г. Профилактическое обслуживание линейной части магистральных нефтепроводов. Обзорная информация.-М. :ВНИИ0ЭНГ/ Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов, 1980.-39 с.

76. Чикинева Т.И. Оценки долговечности и безотказности стальных резервуаров для нефтепродуктов-М.:БНШОЭНГ/НГС Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов, 1977, М, с.26-28.

77. Чикинева Т.И. О показателях надежности стальных резерв уаров для нефтепродуктов.~М.:ВНИИОЭНГ/НГС Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов, 1982, № Ъ » с.16-18.

78. Шакуров И.Г. Оценка долговечности трубопроводов, транспортирующих коррозионно-агрессивные среды.-М.:ВНИИОЭНГ/НГС Коррозия и защита в нефтегазовой промьшшенности,1979,Ш,с.З-4.

79. Шутов В.Е. Оптимизация резервуарных конструкций для хранения нефтепродуктов.-Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук.-М.:1983.

80. Могиекеаа E.E* PreVevueton, ole clan.o£ en, tanous*1. Je Oí(W 1985,^ N 53-S^

81. A. Netee ForuEís Z.A. lvdeirna(! Covroliovu 4w

82. FCoa-Kvig Roo£ Ga«>o2¿H-e iiov-aqe. Ta^kd, Ma+er¿aft

83. Hí^ PreMart Ga* tvu^H^HS 55^-569,