Файл: Диагностика технического состояния объектов нефтяных и газовых промыслов.pptx

Диагностика технического состояния объектов нефтяных и газовых промыслов

• Техническая диагностика — наука о распознавании состояния технической системы, включающая широкий круг проблем, связан­ных с получением и оценкой диагностической информации.

Согласно ГОСТ , техническая диагно­стика — область знаний, охватывающих теорию, методы и средства определения технического состояния объектов. Здесь и далее интересующими нас объектами являются буровое и газонефтепромысло­вое оборудование, газонефтепроводы и нефтехранилища.

Цель технической диагностики

• определение возмож­ности и условий дальнейшей эксплуатации диагностируемого обору­дования и в конечном итоге повышение промышленной и экологи­ческой безопасности.

Задачи технической диагностики

•   обнаружение дефектов и несоответствий, установление при­чин их появления и на этой основе определение технического со­стояния оборудования;
•   прогнозирование технического состояния и остаточного ресурса (определение с заданной вероятностью интервала времени, в течение которого сохранится работоспособное состояние оборудования).

Виды дефектов, качество и надежность машин

• Дефектом называют каждое отдель­ное несоответствие детали или технической системы требованиям, установленным технической документацией.

Подразделяются:

• По расположению - на наружные и внутренние (скрытые). 

• По форме - объемные и плоскостные

• По проис­хождению - на производственные и эксплуата­ционные.

• По степени опасности – на критические, зна­чительные и малозначительные.

Причины накопления дефектов и по­вреждений

• сквозные трещины, разрушения и деформации элементов оборудования, возникающие при превышении допускаемых напря­жений;
• •  механический износ, обусловленный трением сопрягаемых по­верхностей;
• •  эрозионно-кавитационные повреждения, вызванные воздейст­вием потока жидкости или газа;
• •  деградация свойств материалов с течением времени и под воз­действием эксплуатационных факторов;
• •  коррозия металлов и сплавов, коррозионно-механические по­вреждения, возникающие под влиянием коррозии, напряжений, тре­ния и т. п.

---

Определение степени опасности

• Учитывают - напря­женное состояние контролируемого изделия, вид дефекта, его разме­ры и ориентацию относительно действующих напряжений.
• Основ­ными факторами, определяющими степень опасности дефекта, явля­ются величина утонения герметичных перегородок и коэффициент концентрации механических напряжений (в трещинах — коэффици­ент интенсивности напряжений), показывающий, во сколько раз максимальные местные напряжения в зоне дефекта выше, чем в без­дефектной зоне.
• Виды допустимых дефектов и их величины приво­дятся в нормативной документации на контроль соответствующего изделия
• . Основным параметром, характеризующим уровень кон­центрации напряжений в вершинах трещин, является критический коэффициент интенсивности напряжений 

• Для оценки фактического технического состояния и контроля надежности оборудования (его основных узлов) производится анализ данных по временным показателям надежности оборудования: ре­сурсу, сроку службы, наработке .
• По­казатели надежности, определяемые по годам за период не менее двух лет эксплуатации в соответствии с ГОСТ 27.002—83, рассчиты­вают по формулам,

Примечания:

• Примечания:

r — число отказов, произошедших за период наблюдений t;

ti — наработка между двумя последовательными отказами;

n — число объектов, работоспособных в начальный момент времени (эксплуата­ционных наблюдений) t= 0;

tpecj- наработка каждого из объектов от начала эксплуатации;

tвi- продолжительность внепланового восстановления после 1-го отказа оборудо­вания;

tППРi- продолжительность i-го планового восстановления оборудования;

NППР - число плановых ремонтов оборудования за период наблюдений t;

п(t) — число объектов (оборудования), отказавших на отрезке времени 0...t.

Надежность оборудо­вания зависит и от свое­временности технического диагностирования и обнаружения дефек­тов, полноты и качества производимых ремонтов.

• Требование повышения надежности оборудования вступает в противоречие с требованием достижения максимального экономиче­ского эффекта. Любое повышение надежности достигается за счет увеличения расходов на изготовление машин, оснащения современ­ными системами мониторинга и диагностики их технического со­стояния. Одновременно с повышением затрат на изготовление ма­шины Qи с целью повышения ее надежности Р уменьшаются затраты на содержание и ремонт QР в течение всего срока службы машины
• Суммарные эксплуатационные затраты QС = Qи + QР имеют некоторое минимальное значение, соответствующее оптимальной надежности.
• Снижение эксплуатационных затрат и потерь от аварий

---

Затраты на изготовле­ние, ремонт и эксплуатацию

оборудования

Отказ

• Наиболее важным показателем надежности является безотказ­ность.
• Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособно­сти технической системы или ее элементов. Критериями отказов оборудования являются: прекращение функционирования, сниже­ние эксплуатационных параметров за предельно допустимый уро­вень

внезапные

постепенные

Распределение интенсивности отказов:

Т1 — период приработки;

Т2 — период нормальной эксплуатации;

Т3 — период ускоренного накоп­ления повреждений

Восстановление работоспособности оборудования

• Технологическое оборудование в нефтяной и газовой промышленности в обязательном порядке снаб­жается паспортами.
• Данные о выполненных ремонтах, техническом обслуживании, испытаниях, а также проведенном диагностировании заносятся в паспорт в течение всего срока эксплуатации оборудова­ния.
• Записи позволяют осуществить систематизацию и ретро­спективный анализ накопления дефектов и повреждений, оценить эффективность проведенных ремонтов.
• В результате физического и морального износа эксплуатация и ремонт становятся невозможными или экономически невыгодными.

Моральный износ

• Уменьшение стоимости дейст­вующей техники под влиянием технического прогресса.
• Различают две формы морального износа:

•  утрата действующей стоимости по мере того, как машины та­кой же конструкции начинают воспроизводиться дешевле;

•  обесценивание действующей техники вследствие появления более совершенных конструкций машин.

• Согласно РД , оптимальный ресурс машины или ее со­ставной части можно определить из соотношения

Где   - стоимость объекта;   - затраты на поддержание надежности объекта по интервалам выработки; t – наработка.

Оптимальный ресурс определяется из уравнений

Решив последнее уравнение относительно t, получим соотношение для определения оптимального ресурса объекта

Изложенная выше методика позволяет определить предельное состояние любой машины через оптимальное значение затрат на приобретение и эксплуатацию машины.

---

Ремонт

• Для восстановления работоспособности оборудования применя­ют следующие виды ремонта:
• реактивный ремонт,
• планово-преду­предительный ремонт (ППР)
• ремонт по фактическому техническо­му состоянию.
• Реактивная система имеет ограниченное применение и предполагает выполнение ремонта оборудования только в том слу­чае, если оно выходит из строя или полностью вырабатывает свой ресурс.
• При невозможности или нецелесообразности дублирования при­меняют систему ППР, представляет собой совокупность ор­ганизационно-технических мероприятий по техническому обслужи­ванию и ремонту, проводимых в плановом порядке. Сущность систе­мы ППР заключается в том, что после отработанного заданного числа часов проводится определенный вид планового ремонта — регламентное техническое обслуживание, текущий, средний и капи­тальный ремонты.

Виды состояния оборудования, системы технической диагностики

• Различают виды технического состояния, характери­зуемые значением параметров объекта в заданный момент времени:

• исправное — объект соответствует всем требованиям норма­тивно-технической и (или) конструкторской документации;

•  неисправное — объект не соответствует хотя бы одному из тре­бований нормативно-технической и (или) конструкторской доку­ментации;

•  работоспособное — значения всех параметров, характеризую­щих способность объекта выполнять заданные функции, соответст­вуют требованиям нормативно-технической и (или) конструктор­ской документации; • неработоспособное — значение хотя бы одного параметра, ха­рактеризующего способность объекта выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) кон­структорской документации;

• предельное — дальнейшая эксплуатация объекта технически невозможна или нецелесообразна из-за несоответствия требованиям безопасности или неустранимого снижения эффективности работы.

Системой технического диагностирования  (контроля технического состояния)

• называют совокупность средств, объекта и исполнителей, необходимую для проведения диагностирования (контроля) по пра­вилам, установленным в технической документации.
• Объектами тех­нической диагностики являются:
• технологическое оборудование
• конкретные производственные процессы.

---

• Параметры объекта, используемые при его диагностировании (контроле), называются диагностическими (контролируемыми) па­раметрами.
• Различают
• прямые
• косвенные

Прямой структурный параметр (например, износ трущихся элементов, зазор в сопряжении и др.) непосредственно характеризует техническое состояние объекта.

Косвенный параметр (например, давление масла, температура, содержание СО2 в отрабо­танных газах и др.) косвенно характеризует техническое состояние.

Об изменении технического состояния объекта судят по значениям диагностических параметров, позволяющих определить техниче­ское состояние объекта без его разборки.

Набор диагностических параметров устанавливается в нормативной документации по тех­ническому диагностированию объекта или определяется экспери­ментально.

---