ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ОБЕЧАЕК АППАРАТОВ НА ОСНОВЕ ЦИФРОВЫХ МОДЕЛЕЙ

К. Н. Абдрахманова

Аннотация


Риск-ориентированный подход зарекомендовал себя как эффективный контрольно-надзорный инструмент, базирующийся на ранжировании каждого конкретного элемента производства по уровню риска. Оценка риска наступления отказа оборудования основана на прогнозировании достижения предельного состояния оборудования и определении ресурса безопасной эксплуатации. Каждый эксплуатирующийся на объектах нефтегазовой отрасли аппарат индивидуален, отличается материальным исполнением, геометрическими особенностями, наличием дополнительных приварных элементов, типом внутренних устройств, технологическими процессами, обращающимися внутри и т.д. Статистические данные по аварийным ситуациям объединяются по общей классификации и весьма приблизительны, так как сложно найти два одинаковых объекта. Применяемые методы оценки ресурса также не учитывают индивидуальные особенности каждого объекта. Определить влияние рассматриваемых факторов классическим методом расчета крайне сложно, в связи с этим особое внимание уделяется моделированию и цифровым моделям. Данная работа посвящена исследованию влияния на предельное состояние локального утонения стенки колонного аппарата и наличия овальности на основе расчетов цифровых моделей. Построена 3D модель обечайки, рассматривалось утонение в 10 %, 20 % и 30 % от проектной толщины стенки оболочки. Разработка модели осуществлялась по опорным точкам, характеризующим толщину стенки. Полученные в ходе ряда виртуальных экспериментов предельные значения давления демонстрируют снижение показателя при наличии тех или иных отклонений от проекта. Все результаты сравнивались с предельным давлением разрушения идеальной оболочки, построенной по проектным данным. Моделирование по фактическим данным позволяет определить корректное предельное состояние каждого индивидуального объекта, а также прогнозируемые зоны образования дефектов, что является немаловажным фактором, способствующим корректной оценке риска и повышению общего уровня промышленной безопасности.

Ключевые слова


остаточный ресурс;риск;моделирование;цифровые модели;оболочковые конструкции;промышленная безопасность;

Полный текст:

PDF

Литература


Федосов А.В., Закирова З.А., Абдрахимова И.Р. Перспективы применения рискориентированного подхода в области промышленной безопасности // Сетевое издание «Нефтегазовое дело». 2018. № 1. С. 145-161. URL: http://ogbus.ru/files/ogbus/issues/1_2018/ogbus_1_2018_p145-161_FedosovAV_ru.pdf (дата обращения: 02.09.2021). DOI: 10.17122/ogbus-2018-1-145161.

Прохоров А., Лысачев М. Цифровой двойник. Анализ, тренды, мировой опыт. М.: АльянсПринт, 2020. 401 с.

Беднаржевский В.С., Добротина Г.Б. Обзор CAD/CAM/CAE-систем для моделирования и проектирования энергомашиностроительного оборудования // Известия Алтайского государственного университета. 2002. № S. С. 118-121. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obzor-cad-cam-caesistem-dlya-modelirovaniya-i-proektirovaniyaenergomashinostroitelnogo-oborudovaniya (дата обращения: 02.09.2021).

Abdrakhmanova K.N., Fedosov A.V., Idrisova K.R., Abdrakhmanov N.Kh., Valeeva R.R. Review of Modern Software Complexes and Digital Twin Concept for Forecasting Emergency Situation in Oil and Gas Industry // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 862. Article Number 032078. DOI: 10.1088/1757-899X/862/3/032078.

Abdrakhmanova K., Yarmonov E., Kulakov P., Tlyasheva R. Modeling the Impact of Shell Wall Thickness Thinning on the Stress State // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 1889. Article Number 042089. DOI: 10.1088/1742- 6596/1889/4/042089.

Абдрахманова К.Н., Ярмонов Е.В., Кулаков П.А., Тляшева Р.Р. Моделирование влияния на напряженное состояние утонения толщины стенки оболочки при коррозионном разрушении // Сетевое издание «Нефтегазовое дело». 2020. № 6. С. 15-31. URL: http://ogbus.ru/files/ogbus/issues/6_2020/ogbus_6_2020_p15-31.pdf (дата обращения: 03.09.2021). DOI: 10.17122/ogbus-2020-6-1531.

Boschert S., Rosen R. Digital Twin - The Simulation Aspect // Mechatronic Futures: In Book / Ed. By P. Hehenberger, D. Bradley. Cham: Springer, 2016. P. 59-74. DOI: 10.1007/978-3-319-32156-1_5.

Абдрахманов Н.Х., Турдыматов А.А., Абдрахманова К.Н., Ворохобко В.В. Обеспечение безопасности технологических трубопроводных систем на предприятиях нефтегазового комплекса // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2016. № 3. С. 86-105. URL: http://ogbus.ru/files/ogbus/issues/3_2016/ogbus_3_2016_p86-105_AbdrakhmanovNKh_ru.pdf (дата обращения: 03.09.2021). DOI: 10.17122/ogbus-20163-86-105.

Гатин Р.Н., Закирничная М.М. Анализ изменения напряженно-деформированного состояния аппаратов колонного типа при эксплуатации // Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах: матер. международ. науч.-практ. конф. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008. С. 184-187.

Шайбаков Р.А., Абдрахманов Н.Х., Кузеев И.Р., Симарчук А.С., Рахимов Ф.Р. Расследование аварийных ситуаций: новые методы и подходы // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2008. Вып. 3 (73). С. 110-121.

Митрохин А.М., Чубунов М.В. Определение предельно допустимых значений овальности трубы по условию недопустимости пластической деформации // Трубопроводный транспорт: Теория и практика. 2012. № 1 (29). С. 34-36.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2021-5-112-120

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2021 К. Н. Абдрахманова

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

© 2021 УГНТУ.
Все права защищены.