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

внезапныепостепенныеРаспределение 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 уравненийРешив последнее уравнение относительно t, получим соотношение для определения оптимального ресурса объектаИзложенная 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.

---