Практическое занятие 5

Исходные данные и решение. Результаты упомянутых испытаний в зависимости от уловного диаметра и протяжённости участков представлены в табл. ПЗ.4, которые обеспечили возможность расчёта параметра потока отказов ω_{т =} m/(l·t), что следует из выражений (9.3-9.4) при Н = m. В расчётном анализе учитывались отказы при условии нормативного проектирования, строительства и эксплуатации ТС, что соответствует основному условию применимости положений теории вероятностей (случайная природа отказов). При этом не учитывались отказы, имевшие место при гидравлических и температурных испытаниях, а также отказы на магистралях в непроектных условиях эксплуатации (каналы с засорившимся дренажом при периодическом затоплении грунтовыми и ливневыми водами; повреждёние тепло- и гидроизоляционного слоя при монтаже и в период эксплуатации теплопроводов и т.п.

Предварительный анализ показал, что основными причинами отказов в теплопроводах послужили: 1) наружная коррозия труб – 67 отказов (94,4 %), 2) разрыв сварных швов – 4 отказа (5,6 %). Расчёт ω_т представлен в последней строке табл. ПЗ.4.

Таблица ПЗ.4

Оценка параметра потока отказов в теплопроводах Теплосети Мосэнерго

Результаты расчёта показали, что наибольшие значения ω_т имели место на теплопроводах с D_у = 250 мм, 300 мм и 450 мм (соответственно ω_т = 0,081; 0,071 и 0,121 1/(км∙год). К сожалению, эти данные не увязаны с фактическим сроком службы теплопроводов соответствующих диаметров.

О влиянии срока эксплуатации ТС на ω_т можно судить по сводным данным испытаний в тепломагистралях (ТМГ) тех же трёх районов, приведённым в табл. ПЗ.5. При этом учитывалось, что ТМГ не перекладывались, а замена производилась только на аварийных участках при АВР.

Таблица ПЗ.5

Зависимость параметра потока отказов от сроков строительства ТМГ

Сопоставление данных табл. ПЗ.4-ПЗ.5 показывает, что при общей протяжённости испытанных ТС в 1094,5 км, на долю ТМГ прихоилось 477 км (43,6 %), а параметр потока отказов в тех и других составил 0,029 и 0,035 1/(км·год). Близость полученных значений ω_т свидетельствует о допустимости распространения осреднённых данных по ТМГ на все оследованные ТС (1094,5 км).

Найдём взаимосвязь между ω_т и вероятностью безотказной работы Р_о(t) по ф-ле (9.6), объединив данные табл. ПЗ.5 в три группы при среднем сроке службы соответственно 40, 25 и 12 лет (табл. ПЗ.6).

Таблица ПЗ.6

Зависимость параметра потока отказов и вероятности безотказной работы от среднего срока службы ТМГ

Результаты представленной обработки показывают, что по состоянию на 1977 г. в ТС обследованных эксплуатационных районов Мосэнерго только ТМГ со сроком службы 12 лет были близки к нормативу действующего сейчас СНиП 41-02-2003 (Р_о(t) = 0,856 < 0,9). Средний срок службы обследованных ТМГ составил 22,6 года, которому соответствует ω_т = 0,035 1/(км·год), а Р_о(t) = 0,456. Следовательно, вероятность безотказной работы обследованных ТМГ в 2 раза ниже нормативной.

Дополнительные расчёты показывают, что при ω_т = 0,013 1/(км∙год). нормативная вероятность безотказной работы ТС (Р_тс = 0,90) возможна при сроке службы t = 8,2 года, а для её реализации при t =12 лет необходимо снижение ω_т до 0,0088 1/(км∙год), как это было в ТМГ, построенных в 1968-1970 гг. (табл. ПЗ.5).

Вывод. Результаты расчёта показывают, что нормативное значение Р_тс = 0,90 (СНиП 41-02-2003, п. 6.28) может быть обеспечено при использовании теплопроводов полной заводской готовности (например, в ППУ-изоляции) с применением системы оперативно-дистанционного контроля эксплуатационного состояния ТС.