image
energas.ru

Газовая промышленность № 12 2020

Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов

01.12.2020 11:00 ВОССТАНОВЛЕНИЕ ФУНКЦИИ ПЛОТНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ МАТЕРИАЛА ГАЗОПРОВОДА НА ОСНОВЕ ЗНАЧЕНИЙ ИХ КВАНТИЛЬНЫХ ОЦЕНОК
Газопроводные системы представляют собой экологически опасные объекты, количественная оценка нагруженности и надежности магистральных газопроводов – актуальная задача, решение которой позволит оценить фактические риски при их эксплуатации. В существующей нормативной базе описаны способы определения работоспособности газопроводов на стадии проектирования и эксплуатации, основанные на расчете вероятности их безотказной работы или коэффициента запаса прочности в предположении, что функции плотности распределения напряжений, возникающих в трубе газопровода при функционировании, и предельных напряжений, допускаемых материалом трубы, подчиняются законам, разработанным в теории параметрической статистики (как правило, нормальному закону). Однако на основании анализа массива данных о действующих в газопроводах напряжениях и результатов механических испытаний материала труб можно утверждать, что при расчете прочностной надежности газопровода отнести выборки случайных величин фактических и предельных напряжений к какому либо параметрическому закону не представляется возможным. Повысить достоверность оценки прочностной надежности газопроводов в условиях реальных спектров воздействия внешних нагрузок и естественных законов изменения предельного состояния материала можно с помощью методов непараметрической статистики, позволяющих восстанавливать неизвестную функцию плотности распределения случайных величин независимо от ее сложности. В процессе реализации этих методов неизвестная функция плотности распределения представляет собой результат работы программы, использующей исходную выборку случайных величин. В статье предложен метод оценки вероятности отказа трубопровода, основанный на аппарате непараметрической статистики и позволяющий фактическую функцию плотности распределения механических свойств материала труб представить не в виде программной реализации, а описать конечным выражением. Метод верифицирован путем обработки экспериментальных данных о пределе текучести образцов из стали 17Г1С с использованием оценок Парзена – Розенблатта и сопоставления результатов расчета вероятности отказа линейного участка магистрального газопровода, функция плотности распределения предельных напряжений материала которого восстановлена известным и предлагаемым методами. В качестве примера рассчитаны величины вероятности отказа участка газопровода, напряжения в трубе которого в процессе эксплуатации не подчиняются нормальному закону и восстановлены методами непараметрической статистики. Показано, что использование для описания предела текучести фактических законов его распределения повышает оценку вероятности отказа более чем в три раза для трубы Челябинского трубопрокатного завода и до восьми раз – для трубы Харцызского трубного завода.
Ключевые слова: ВЕРОЯТНОСТЬ ОТКАЗА, НАДЕЖНОСТЬ, НЕПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ СТАТИСТИКА, ПЛОТНОСТЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНОЙ ВЕЛИЧИНЫ, ТРУБОПРОВОД.


← Назад к списку