Приложение 7 (рекомендуемое). Прогнозирование наработки на отказ после проведения гидроиспытаний

Приложение 7
Рекомендуемое

Прогнозирование наработки на отказ после проведения гидроиспытаний

  1. Постановка задачи и исходные предпосылки                            

  2. Методика расчета                                                    

  3. Пример расчета                                                      

1. Постановка задачи и исходные предпосылки

Трубопровод выдержал испытания давлением. Имеются N замеров толщины его стенки, достаточных для вероятностной оценки состояния износа. Требуется определить минимальный срок дальнейшей эксплуатации (наработки на отказ).

Предполагается, что:

характеристики прочности материала труб и деталей с течением времени не изменяются;

утонение стенок в результате коррозии или эрозии происходит с постоянной скоростью;

пробное давление при гидравлических испытаниях составляет .

2. Методика расчета

По результатам замеров определяются:

величина относительного износа в месте каждого замера

; (п. 7.1)

среднее значение относительного износа для всего трубопровода

; (п. 7.2)

среднеквадратичное отклонение от среднего значения

; (п. 7.3)

среднеквадратичное отклонение относительного износа

, (п. 7.4)

где - измеренная толщина стенки в месте k-го замера;

- номинальная толщина стенки в том же месте;

N - общее количество замеров;

- начальное технологическое отклонение по толщине стенки (относительный минусовой допуск). В расчетах тепловых сетей можно принимать равным 0,05.

Время наработки на отказ следует определять по формуле

, (п. 7.5)

где - срок службы трубопровода до проведения гидроиспытаний;

- q-квантиль нормального распределения вероятности;

- -квантиль нормального распределения вероятности;

- временное сопротивление при растяжении (предел прочности) при температуре 20°С.

Для трубопроводов тепловых сетей рекомендуемые значения квантилей:

,

которые соответствуют регламентируемой вероятности и доверительной вероятности q = 0,9.

При соответствующем обосновании допускается принимать иные значения вероятностей в интервалах значений:

,

.

В этих случаях значения и принимаются по табл. п. 7, в которой приведены значения квантиля , соответствующие вероятности . При определении заменяется на q, а при определении вместо подставляется .

Таблица п. 7

бета	0,81	0,82	0,83	0,84	0,85	0,86	0,87	0,88	0,89	0,90
U_бета	0,88	0,92	0,95	0,99	1,04	1,08	1,13	1,18	1,23	1,28
бета	0,91	0,92	0,93	0,94	0,95	0,96	0,97	0,98	0,99
U_бета	1,34	1,41	1,48	1,56	1,65	1,75	1,88	2,05	2,33

3. Пример расчета

Исходные данные

Тепловая сеть из труб 530 x 7. Рабочая температура 130°С, рабочее давление 1,6 МПа. Трубы сварные из стали 20. Коэффициент снижения прочности стыковых сварных соединений .

Номинальное допускаемое напряжение МПа; предел прочности при 20°С - МПа.

Трубопровод прослужил к моменту проведения гидравлических испытаний 18 лет.

Перед проведением гидравлических испытаний проведены замеры толщины стенки, приведенные в таблице, общее число замеров N = 11.

k	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
s_k, мм	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7
s_nk, мм	5,3	6,3	6,1	5,0	5,8	6,0	5,7	5,5	6,4	5,9	5,5

Результаты расчета

Расчетная толщина стенки согласно пункту 4.3.1

мм.

По формуле (п. 7.2) определяем

.

Подкоренное выражение в формуле (п. 7.3):

.

Величина , рассчитанная по этой формуле:

.

Среднеквадратичное отклонение:

.

Время наработки на отказ согласно формуле (п. 7.5):

года.