Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Нефтегазопроводы, базы и хранилища

Диссертационная работа:

Павлова Ольга Владимировна. Разработка модели планирования ремонтно-восстановительных работ стальных вертикальных резервуаров : Дис. ... канд. техн. наук : 05.15.13 Уфа, 1998 179 с. РГБ ОД, 61:99-5/766-7

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

1 ВОПРОСЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

И РЕМОНТА РВС 13

1.1.Эксплуатационная надежность резервуарных конструкций и анализ стратегий технического обслуживания

и ремонтов стальных вертикальных резервуаров 13

1.2.Моделирование технического обслуживания и ремонтов

стальных вертикальных резервуаров 26

1.3.Постановка задач исследования 31

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА СТАЛЬНЫХ
ВЕРТИКАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ
34

2.1 .Исследование влияния уровня напряжений на скорость

коррозионного износа элементов стальных

вертикальных резервуаров 36

2.2.Модель коррозионного отказа при постоянных

напряжениях 43

2.3. Оценка скорости коррозии ненапряженного элемента

по результатам наблюдений 47

З.РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ФОРМИРОВАНИЯ СХЕМ

ПОТОКОВ РЕМОНТОВ 61

  1. Классификация видов ремонтных работ 63

  2. Моделирование затрат (трудоемкости) на

ремонтные работы 66

3.3. Разработка методики формирования сметы на ремонт 72

3.4. Разработка методики расчета затрат на

з
ремонты (на период 20лет) 76

4.РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПРИНЯТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ

РЕШЕНИЙ ПО РЕМОНТУ И ВОССТАНОВЛЕНИЮ РВС 82

4.1.Мето дика переноса сроков капитальных ремонтов 83

4.2.Формирование матрицы решений 86

  1. Формирование оценочной функции 90

  2. Минимаксный критерий принятия решений 91

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 97

ЛИТЕРАТУРА 99

ПРИЛОЖЕНИЯ 111

Введение к работе:

Для нормальной работы всех потребителей, связанных с добычей, подготовкой, транспортом нефти и ее хранением необходимо иметь мощную и надежную систему резервуарных парков. Стальные вертикальные резервуары являются не только наиболее распространенным видом хранилищ для нефти и нефтепродуктов, но и выполняют роль буферных емкостей при авариях на трубопроводах, перекачивающих станциях и технологических установках. На сегодняшний день износ основных фондов топливно-энергетического комплекса составляет более 60%, что существенно увеличивает риск аварии, следовательно, роль резервуарных парков возрастает. Задачу эффективного использования резервуарных парков можно решить, применяя квалифицированное техническое обслуживание и своевременный качественный ремонт, так как правильная эксплуатация резервуаров обеспечивает ритмичную работу предприятия.

Важным показателем качества резервуара является его надежность. В основе понятия надежности лежит понятие отказ. Число отказов в резервуарных парках, в том числе и аварийных, значительно выше отказов прочих элементов системы трубопроводного транспорта. Столь значительное число отказов резервуаров объясняется тем, что большинство стальных вертикальных резервуаров (РВС) эксплуатируются дольше назначенного ресурса.

Резервуары относятся к ответственным сооружениям, так как их аварии приводят не только к серьезным последствиям экологического и экономического характера, но и зачастую к человеческим жертвам. В связи с этим задачи повышения эксплуатационной надежности РВС являются актуальными.

Повышение надежности действующих резервуаров в нынешней экономической обстановке в России возможно только за счет

5 рациональной организации технического обслуживания и ремонта (ТОР). В настоящее время существуют две стратегии ТОР: «по состоянию» и «по наработке». Стратегия ТОР по состоянию является более прогрессивной, но требует дополнительных затрат на поведение аттестации фактического состояния РВС, что в нынешних экономических условиях нецелесообразно. Поэтому фактическое состояние предлагается прогнозировать, т.е. предсказать техническое состояние, в котором окажется объект в некоторый будущий момент времени. В рамках проблемы совершенствования системы ТОР предлагается использовать стратегию технического обслуживания и ремонтов резервуаров по состоянию с определением индивидуального остаточного ресурса (ИОР), с учетом специфики проекта, монтажа, условий эксплуатации, количества и качества проведенных ремонтов конкретного резервуара /20, 32, 48, 51/. В результате такого' подхода к ТОР РВС назначаются оптимальные сроки проведения ремонтов, что позволяет повысить надежность эксплуатации РВС, продлить наработку до капитального ремонта или списания и сэкономить материальные и трудовые ресурсы.

При планировании мероприятий ТОР необходимо рационально распределить объемы ремонтных работ и назначать их периодичность таким образом, чтобы обеспечить условия надежности с минимальными затратами времени и средств на ремонты РВС. На сегодняшний день имеется обширная база нормативных документов, позволяющих оценить материальные и трудовые затраты по каждому виду ремонта. Расчет затрат по видам ремонтов является трудоемким процессом, т.к. только по одному виду ремонта иногда приходится учитывать сотни технологических операций и количество возможных вариантов может исчисляться тысячами, поэтому для обработки результатов необходимо использовать ЭВМ. При использовании базы нормативных документов в современной

информационной системе ее необходимо предварительно обрабо-тать, т.к. ЭВМ пользуется сугубо формализованной информацией. Для решения этой задачи необходимо предварительно создать методы обработки и формализации исходной информации.

В связи с вышеизложенным можно утверждать, что планирование технического обслуживания и ремонта стальных вертикальных резервуаров на основании прогноза индивидуального остаточного ресурса является актуальной задачей. Для решения данной задачи необходим комплексный подход.

Автор считает своим приятным долгом выразить признательность и благодарность Гумерову Р.С. за оказанную помощь при сборе информации и проведенные научные консультации.

Целью диссертационной работы является разработка ме
тодов оптимального планирования технического обслуживания и
* ремонта стальных вертикальных резервуаров на основании про-

гноза индивидуального остаточного ресурса.

Основные задачи исследований

1. Разработка модели коррозионного износа стальных вертикаль
ных резервуаров с учетом механохимического эффекта.

2. Моделирование материальных и трудовых затрат, связанных с
^ ремонтом стальных вертикальных резервуаров.

3. Разработка методов оптимизации сроков и технологических
схем проведения ремонтных работ с учетом последствий при
нимаемых решений.

Научная новизна работы заключается в следующем:

разработана стохастическая модель коррозионного износа на-
а пряженного элемента РВС, учитывающая механохимический

эффект введением поправочного коэффициента;

предложена математическая модель технического обслуживания
резервуаров и комплекс прикладных программ, позволяющих
установить связь между видами ремонтных работ и затратами,
на ремонт;

при формировании пространства решений предложено исполь-
ф зовать так называемое «дерево решений», позволяющее форма
лизовать его структуру и прогнозировать возможные последст
вия принимаемых решений;

разработаны алгоритмы и программы формирования матрицы
решений и выбора оптимальной схемы ремонта из условия ми
нимума затрат на последующие 20 лет эксплуатации.

* Практическая ценность

Полученные в работе результаты дают возможность совершенствовать систему технического обслуживания и ремонтов вертикальных стальных резервуаров за счет:

использования математической модели технического обслужи
вания и ремонта;

* применения нового подхода к формированию смет на ремонт;

использования компьютерных программ автоматического расче
та трудоемкости.

Основные результаты исследований в области оптимизации тех
нического обслуживания и ремонта стальных вертикальных резер
вуаров, используются на ОАО "Ново-Уфимский
нефтеперерабатывающий завод " при автоматическом расчете тру-
доемкости по видам ремонтов.

Апробация работы

Основные материалы диссертации докладывались на:

Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы нефтегазового комплекса России», г.Уфа, УГНТУ, 1995;

48-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, г.Уфа, УГНТУ, 1997;

51-й межвузовской студенческой конференции «Нефть и газ-97», г.Москва, ГАНГ, 1997.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ.

*. Первая глава диссертационной работы посвящена обзору

исследований по системе технического обслуживания и ремонта резервуаров. Анализ опубликованной в литературе информации показывает, что в качестве основного признака, характеризующего стратегии технического обслуживания и ремонта целесообразно принять характер информации о надежности и техническом состоянии объекта, т.е. информации, которая используется при на-

~ значении состава и периодичности регламентных работ.

Приведенный в первой главе сравнительный анализ стратегий ТОР РВС показал целесообразность использования стратегии технического ремонта и обслуживания по состоянию с определением индивидуального остаточного ресурса (ИОР), когда все работы по обслуживанию и ремонтам резервуара планируются на основании прогноза его ИОР. В основу этой стратегии положен принцип ми-

нимального риска аварий, который достигается за счет эффектив-

9
ной системы диагностирования и прогнозирования технического
^ состояния.

В первой главе показано, что наличие информации о прогнозе ИОР дает возможность назначать оптимальные сроки проведения ремонта, сроки, по истечении которых вероятность наступления отказа конструкции будет достаточно велика. Такая информация позволяет планировать ремонты РВС не только по времени, но и по составу. Становится возможной оптимизация этих планов по критерию минимума затрат на протяжении всего жизненного цикла.

Приведенный в первой главе анализ данных по характеру отказов элементов конструкции РВС и их частоты показал, что одной из основных причин нарушения их работоспособности является коррозия внутренней поверхности оболочки резервуара. Коррозия является наиболее существенным из отказов, регистрируемых в

# процессе обследований технического состояния, и именно этот вид
отказа, как правило, требует проведения капитального ремонта.

В заключении первой главы на основании анализа научно-технических работ сделана постановка основных задач исследований.

Во второй главе исследовалась стохастическая модель кор
розионного износа РВС, основанная на предположении о том, что
^ скорость коррозии случайная величина с нормальным распределе-

нием. Показано, что используемые в настоящее время модели коррозионного износа РВС приводят к смещению прогнозируемого ресурса в сторону его завышения. Предложено при расчете коррозионного износа стенки РВС учитывать механохимический эффект.

При разработке стохастической модели коррозионного износа, предложено рассматривать случайную величину времени oev

отказной работы элемента РВС с учетом механохимического эф-

10 фекта, как функцию случайной величины времени безотказной ра-

в боты элемента РВС без учета механохимического эффекта. В ре-

зультате чего расчет времени безотказной работы элементов конструкции РВС с учетом механохимического эффекта сводится к введению поправочного коэффициента.

Проведенные исследования показали, что величина поправки на механохимический эффект не зависит от скорости коррозии, а зависит от геометрических параметров РВС, свойств хранимого продукта я высоты гидростатического столба над рассматриваемой точкой. В пределах одного пояса величину поправки предложено считать постоянной.

Во торой главе диссертационной работы оценивалось значение скорости коррозии ненапряженного элемента для конкретного резервуара, с конкретным характером нагружения, конкретными физическими и химическими свойствами продукта на основании

t данных толщинометрии. В результате чего была предложена мето-

дика, которая позволяет по многолетним замерам толщины стенки более точно прогнозировать скорость коррозии и определить плотность времени безотказной работы конструкции с учетом механохимического эффекта и скорости коррозии ненапряженного элемента.

В третьей главе рассматривается разработка методов форми-рования схем потоков ремонтов. Показано, что разработанная классификация видов ремонтных работ, позволяет формализовать методы исправлений дефектов, с последующим использованием данных в ЭВМ.

В работе предлагается обобщающая математическая модель ТОР резервуаров (с учетом обобщения имеющихся в настоящее время нормативных материалов). Эта модель позволяет определять

* трудоемкость восстановления работоспособности конструкции по

результатам обследования технического состояния, при этом ос-новные параметры модели формируются в соответствии с разработанной матрицей коэффициентов модели ТОР. Матрица коэффициентов устанавливает взаимно однозначное соответствие между коэффициентом модели и следующей информацией:

виды основных операций по техническому обслуживанию и ремонту резервуара и его элементов;

код соответствующей позиции в составе работ;

# состав работ, соответствующих данной операции;

формулы по подсчету трудоемкости работы данного кода.

Формулы по подсчету трудоемкости работ получены на основании обобщения нормативно-технической документации, в которой значения трудоемкости определены по геометрическим размерам резервуара, наименованию последовательности технологических операций, составу работ и обработки смет на ремонты.

В третьей главе при расчете оптимальных периодов ремонтов
предлагается строить план ремонта в виде схем потоков восста
новления элементов РВС. Такие схемы позволяют наглядно пред
ставить и сроки, и состав ремонтных работ. С учетом схемы вос
становления элементов резервуара и многовариантности видов ре
монтных работ решается задача о принятии оптимального техни
ческого решения на основании топологической схемы «дерева ре-

* шений», которая дает наглядное представление о состоянии дан
ной системы. Используя «дерево решений», можно оценить (визу
ально) все последствия принимаемых технических решений, что
позволяет выявить все возможные варианты решений, т.е. постро
ить т.н. «пространство решений».

В четвертой главе разрабатываются методы принятия технических решений по ремонту и восстановлению РВС.

12 Рассматриваются методы выбора оптимальной схемы потоков восстановления (ремонтов) по результатам прогнозирования индивидуального остаточного ресурса стальных вертикальных резервуаров. В качестве показателя эффективности выбранного решения используются суммарные трудовые затраты на период эксплуатации (20 лет).

Рассмотрены варианты переносов сроков проведения ремонтных работ: как на более ранние, так и на более поздние сроки. Показано, что смешение ремонтов на более поздние сроки должно сопровождаться организацией «щадящего» режима эксплуатации, параметры которого могут быть установлены при помощи методик, предлагаемых в четвертой главе диссертации.

В качестве примера в работе представлен расчет выбора оп
тимальной схемы потоков восстановления (ремонтов) для РВС-
5000 с помощью минимаксного критерия, который использует
* оценочную функцию, соответствующую позиции крайней осто-

рожности.

Подобные работы
Тарасенко Александр Алексеевич
Напряженно-деформированное состояние крупногабаритных резервуаров при ремонтных работах.
Тарасенко Александр Алексеевич
Разработка научных основ методов ремонта вертикальных стальных резервуаров
Ионов Андрей Викторович
Разработка стратегии технического обслуживания и ремонта стальных вертикальных резервуаров на основании прогноза индивидуального остаточного ресурса
Горностаев Сергей Александрович
Разработка методов и моделей планирования деятельности оборонного концерна в сфере производства продукции гражданского назначения
Вольных Елена Владимировна
Разработка имитационной модели краткосрочного планирования машиностроительного производства
Черных Михаил Викторович
Разработка и исследование методов и моделей для автоматизации планирования, инвариантного к специфике конкретного производства
Поляков Александр Николаевич
Разработка и анализ математических моделей и алгоритмов оперативно-календарного планирования фармацевтического производства
Володин Сергей Валерьевич
Оптимизационные модели управления ресурсным планированием комплексов работ в проектной организации
Московская Ольга Анатольевна
Разработка методов оптимизации сроков технического обслуживания и ремонта стальных вертикальных резервуаров
Такташев Рашид Нявмянович
Разработка рекомендаций по энергосбережению в системе циркуляционного подогрева мазута на основе численного моделирования теплопереноса в резервуарах

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net