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.
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:
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:
где ω = 0,577215… — постоянная Эйлера.
![Рис. 1. Проверка соответствия полученных данных распределению Гумбеля](https://glavteh.ru/wp-content/uploads/2019/07/ris.-1.-proverka-sootvetstviya-poluchennyh-dannyh-350x294.png)
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](https://glavteh.ru/wp-content/uploads/2019/07/ris.-2-opredelenie-parametrov-raspredeleniya-350x292.png)
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](https://glavteh.ru/wp-content/uploads/2019/07/ris.-3.-intensivnost-otkazov-sistemy-350x301.png)
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](https://glavteh.ru/wp-content/uploads/2019/07/ris.-4.-ekonomicheskaya-ocenka-primeneniya-ingibitorov-korrozii-740x264.png)
ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ
Теперь по масштабному фактору. Есть несколько формул его расчета. Мы рассчитывали по формуле, выведенной специалистами института НИИнефтемаш.
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.