9.3.1. Расчет ресурса Тр в частном случае при постоянной скорости разрушения с

Скорость разрушения определяется:

, мм/год (9.9)

где h - средняя глубина разрушения;

t – период эксплуатации до определения ресурса.

Коэффициент вариации к моменту наступления предельного состояния, соответствующий h_β:

(9.10)

где h_β - глубина разрушения при измерении на доле поверхности β определяют по результатам обследования по формуле (9.8);

h_пред - запас по толщине стенки (прибавка на коррозию, технологическая прибавка и др.), равный разнице между исполнительной и расчетной толщиной стенки обследуемого аппарата;

V_h - коэффициент вариации глубин разрушения (см. п. 9.2.1.б).

Определяется b_t и K_bt (см. приложение А.4) в зависимости от V_ht.

Расчет ресурса:

(9.11)

9.3.2. Расчет минимального установленного ресурса

Установленный остаточный ресурс - значение ресурса, обеспечиваемое с заданной вероятностью, близкой к единице.

Расчет коэффициент вариации ресурса объекта

(9.12)

где n - число обследований;

V_ni - коэффициент вариации, определенный при i-м обследовании по результатам N_i измерений и приведенный к t. Когда число обследований равно единице:

(9.13)

Расчет минимального установленного ресурса ведется по формуле:

T_{p yст.} = T_p ∙ (1 - 3∙V_т). (9.14)

9.3.3. Расчет остаточного установленного ресурса

Остаточный ресурс определяется:

Т_{ост. уст.} = T_{p yст.} - t. (9.15)

Задача 10.1

При обследовании верха абсорбционной колонны установлено отсутствие коррозионного растрескивания; отсутствие недопустимых дефектов на поверхностях оборудования, в сварных швах и околошовной зоне (трещин, глубоких язв); отсутствие других видов локального разрушения. Кроме того, предварительный осмотр показал, что стенки верха абсорбционной колонны подверглись сплошной квазиравномерной коррозии.

Согласно паспорту абсорбционной колонны срок эксплуатации составляет пять лет.

Необходимо определить степень разрушения ее стенок и вероятный остаточный ресурс (средний и минимальный) до предельного состояния - разрушения 5 % поверхности на величину прибавки на коррозию h_пред = 4 мм. Исполнительная толщина стенки 8 мм.

Максимальную допустимую относительную ошибку измерений глубин разрушения принять δ = 0,1 и доверительную вероятность оценки - γ = 0,95.

Решение.

10.1. Анализ исходных данных

Анализ исходных данных (отсутствие коррозионного растрескивания; отсутствие недопустимых дефектов на поверхностях оборудования, в сварных швах и околошовной зоне (трещин, глубоких язв); отсутствие других видов локального разрушения) показал, что проведение расчета остаточного ресурса целесообразно.

10.2. Обработка результатов измерений

10.2.1. Определение минимального числа точек поверхности для измерений

10.2.1.а). Достоверность расчета надежности

Поскольку стенки верха абсорбционной колонны подверглись сплошной квазиравномерной коррозии, то предварительно выбираем коэффициент вариации V_h = 0,2.

Минимальное число измерений выбирается по приложению А.3 в зависимости от максимальной допустимой относительной ошибки δ = 0,1 и доверительной вероятности оценки γ = 0,95 и для предварительно выбранного коэффициента вариации 0,2 определяется N = 13.

После измерений в 13 равноудаленных точках поверхности остаточной толщины стенок S_ост. (с помощью ультразвукового толщиномера), мм:

6,7; 6,8; 6,5; 6,6; 7,0; 6,9; 6,6; 6,4; 6,8; 6,6; 6,0; 6,3; 6,6, -

получены следующие значения глубины разрушения (h_i=S_исп. - S_ост.i), мм:

1,3; 1,2; 1,5; 1,4; 1,0; 1,1; 1,4; 1,6; 1,2; 1,4; 2,0; 1,7; 1,4.

10.2.1.б). Оценка однородности выборки

По формулам (9.2 - 9.4, 9.6) и приложению А.4 определяем параметры функции глубины разрушения:

Средняя глубина разрушения

Среднее квадратичное отклонение глубин разрушения:

= σ_n = 0,265 мм.

Уточняется коэффициент вариации глубин разрушения:

= 0,19.

Уточняется N=13 в соответствии с разделом 9.2.1.а и приложением А.10.

10.2.2. Определение параметров распределения глубин разрушения

Определяем параметр формы в и коэффициент К_в в зависимости от коэффициента вариации V_h по приложению А.4

в = 6,1;

К_в = 0,93.

Определяем параметр масштаба а по средней глубине разрушения:

= 1,5 мм.

10.2.3. Определение максимальной глубины разрушения

По формуле (9.8) определяем глубину разрушения на доле поверхности β =0,05 (5 %):

h_β = a·(-ln β)^1/в = 1,5∙(-ln 0,05)^1/6,1 = 1,8 мм.

10.3. Расчет показателей долговечности

Определяем среднюю скорость коррозии:

С = ħ/t = 1,4/5 = 0,28 мм/год.

Параметры распределения к моменту наступления предельного состояния с использованием формулы (9.10) и приложению А.4 следующие:

По формуле(9.11) определяем ресурс верха колонны:

По формуле (9.13) определяем коэффициент вариации ресурса:

По формуле (9.14) определяем установленный (минимальный) ресурс объекта:

T_py = T_p ∙ (1 - 3 ∙V_T) = 12,1∙ (1 – 3 ∙ 0,0527) = 10,2 года.

С увеличением задаваемого V_h (от вида разрушения) уменьшается значение Т_р – ресурса.

Таким образом, остаточный ресурс определяется, как:

Т_оу = 10,2 - 5 = 5,2 года.

Вывод.

Остаточный ресурс колонного аппарата, подвергавшегося в течение 5 лет эксплуатации коррозионно-эрозионному разрушению при скорости коррозии 0,28 мм/год составляет 5,2 года.