Инженерная практика
Российский нефтегазовый журнал о технологиях и оборудовании
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru
Telegram

Статистические методы анализа коррозии

Как известно, основная причина выхода промысловых трубопроводов из строя — это локальная коррозия, которая приводит к серьезным финансовым потерям. Для прогнозирования интенсивности и предупреждения аварий трубопроводов в прошлом году мы поставили перед собой задачу — разработать эффективную методику анализа отказов трубопроводов, которая основывалась бы на результатах коррозионных испытаний образцов металла и статистическом анализе локальных поражений. Сегодня на основании этой методики можно также прогнозировать экономическую эффективность применения ингибиторов коррозии.

02.05.2012 Инженерная практика №05/2012
Шестаков Александр Анатольевич Старший научный сотрудник ГУП ИПТЭР

Исследования основывались на результатах локальных поражений образцов-свидетелей, которые экспонировались на реальном трубопроводе 3, 6 и 9 недель. Для анализа возможного разрушения оборудования необходимо расчеты проводить на основе максимальных значений локальных поражений. Для их оценки сегодня используются три вида распределений — это распределение Гумбеля (распределение экстремальных значений типа I), Фрешэ (распределение экстремальных значений типа II) и Вейбулла (распределение экстремальных значений типа III). В России и в мире в основном применяются первый и третий методы. На основе анализа достоверности полученных данных конкретному распределению использовали распределение Гумбеля:

СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА КОРРОЗИИ

где μ — это параметр масштаба, σ — параметр формы, а f — производная функции распределения. Первое уравнение нами использовалось для прогнозирования максимальных значений скорости локальной коррозии, второе уравнение — для расчета остаточной толщины стенки трубы.

По выборке {hmax} для каждого образца рассчитывается среднее значение h—max, среднее квадратичное отклонение S и параметры экстремального распределения Гумбеля μ и σ по формулам:

Статистические методы анализа коррозии

где ω = 0,577215… — постоянная Эйлера.

Рис. 1. Проверка соответствия полученных данных распределению Гумбеля
Рис. 1. Проверка соответствия полученных данных распределению Гумбеля

После этого для проверки соответствия полученных нами данных теоретической вероятности распределения мы построили несколько графиков «вероятность — вероятность» в программе Statistica 6. Расхождение оказалось минимальным — в пределах 3% (рис. 1). Кроме того, программа автоматически рассчитала коэффициенты масштаба μ и формы σ (рис. 2).

Рис. 2 Определение параметров распределения
Рис. 2 Определение параметров распределения

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТОВ

На следующем этапе для всех площадок мы рассчитали параметры распределения µ и σ, после чего уже не для образцов, а непосредственно для внутренней поверхности одного из промысловых трубопроводов выполнили перерасчет прогнозируемой глубины локальной коррозии с учетом так называемого масштабного фактора. Иными словами, мы пересчитали глубину локального поражения, которую замерили на образцах, для внутренней поверхности трубопровода.

Рис. 3. Интенсивность отказов системы трубопроводов ППД с ингибиторной защитой и без
Рис. 3. Интенсивность отказов системы трубопроводов ППД с ингибиторной защитой и без

На основании этих данных нам удалось определить скорость коррозии, отбраковочную толщину стенки трубопровода и ориентировочное время его разрушения. По полученным выборкам времени отказа были определены параметры распределения времен отказов µ и σ. На последнем этапе по формулебыл проведен расчет интенсивности отказов. На рис. 3 приведен график интенсивности отказов для трубопровода с применением ингибитором коррозии (ИК) и без него. Видно, что по трубопроводу, внутренняя поверхность которого обрабатывалась химреагентом, интенсивность отказов значительно ниже.

Таким образом, используя нашу методику, можно рассчитать количество отказов за определенный промежуток времени и уже на основании этого — посчитать возможные затраты на эксплуатацию трубопроводов как с ингибиторной защитой, так и без нее (рис. 4).

Рис. 4. Экономическая оценка применения ингибиторов коррозии
Рис. 4. Экономическая оценка применения ингибиторов коррозии
Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Александр Анатольевич, если я Вас правильно понял, вы все это время рассчитывали скорость коррозии на образце, а не на трубопроводе. Это разные вещи. Поэтому, если можно, расскажите немного подробнее о масштабном факторе: как вы делали пересчет? И второй вопрос: геометрия образцов обусловлена каким-то стандартом? Почему именно прямоугольная форма образца, а не цилиндр, кольцо или что-то другое?
Александр Шестаков: Если позволите, я начну с ответа на второй вопрос. Геометрия образца в данном случае никакой роли не играет. На наш взгляд, на экспозицию лучше ставить плоские образцы вдоль потока. По размеру... Мы делили образцы на несколько площадок по 1 см2 каждая. Можно делать и больше, но тогда производить замеры будет достаточно проблематично. Например, электронный микроскоп может сканировать площадку 2,5×2,5 мм, и если задать бóльшие значения, у него резко упадет точность.

Теперь по масштабному фактору. Есть несколько формул его расчета. Мы рассчитывали по формуле, выведенной специалистами института НИИнефтемаш.
Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Технологический мониторинг состояния трубопроводов при помощи беспилотного летательного аппарата в ОАО «Самотлорнефтегаз»
Внедрение труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом в ОАО «Удмуртнефть»
Свежий выпуск
Инженерная практика №11-12/2023

Инженерная практика

Выпуск №11-12/2023

Повышение эффективности мехфонда. Работа с осложненным фондом скважин. Методы борьбы с коррозией
Методы интенсификации добычи ВВН и СВН Автоматизация мониторинга ОФОборудование для эксплуатации БС и СМД Комплексный подход к защите ВСО от коррозииИмпортозамещение в сфере ЛКМ
Ближайшее совещание
АРМАТУРА ’2024
Производсвенно - техническое Совещание

АРМАТУРА ’2024. Производство и эксплуатация трубопроводной арматуры и оборудования устья скважин. Лучшие практики и новые разработки. Импортозамещение и реинжиниринг

с 11 по 12 июня 2024 года, г. Уфа
ООО «Инженерная практика» приглашает Вас и Ваших коллег принять участие в отраслевом техническом Совещании «АРМАТУРА ’2024. Производство и эксплуатация трубопроводной арматуры и оборудования устья скважин. Лучшие практики и новые разработки. Импортозамещение и реинжиниринг». Мероприятие будет проходить в очном формате в зале ГК «Башкирия» города Уфы в период с 11 по 12 июня 2024 года.
Ближайший тренинг
Капитальный ремонт скважин, Строительство скважин
Ловильный сервис ‘2024
Тренинг-курс (программа "Наставник")

ЛС-2024. Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах '2024

с 4 по 6 июня 2024 г., г. Пермь
ООО «Инженерная практика» в рамках программы «Наставник» проводит набор группы специалистов для прохождения производственно-технического тренинга по программе «ЛС-2024. Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах». Трехдневный тренинг-курс будет проводиться в рамках авторского курса С. Балянова. Количество участников ограниченно (группа курса не более 24 человек). Приглашаем к участию.