The rationale for calculating the allowable resource of the vessel to reduce the wall thickness throughout the life cycle is of considered
initial condition, limit condition, life cycle, resource, safety margin, vessel
Сосуды и аппараты химически опасных производств относятся к потенциально опасным объектам техносферы. Детерминированный анализ рисков таких объектов выполняется с введением допущения [1]: исчерпание проектного допускаемого ресурса, со степенью повреждения за период времени эксплуатации, происходит по линейной зависимости:
где — коэффициент тяжести заданной степени повреждения;
фактическое и допускаемое время эксплуатации.
На каждом отрезке времени , измеряемом в годах, условная вероятность достижения предельного состояния будет равна:
где – коэффициент запаса по ресурсу.
По формуле (2) приращение условной вероятности достижения опасного состояния в год составит:
Допускаемый проектный ресурс с учетом коэффициента запаса по ресурсу:
где – время достижения предельного состояния.
Для сосудов запас по ресурсу принимают (= 2 ÷ 5), а коэффициент тяжести последствий аварий для химически опасных объектов –
= 3 ÷ 5.
Определим время достижения предельного состояния сосуда при изготовлении [2] по износу стенок при средней скорости износа (коррозии):
где – средняя скорость износа (коррозии), принятая при проектировании;
– минимальная толщина стенки при изготовлении;
– толщина стенки после окончания срока эксплуатации.
Фактическая скорость износа (коррозии) при эксплуатации:
где – максимальная толщина стенки при изготовлении;
– минимальная толщина стенки после окончания срока эксплуатации;
– время от изготовления до момента окончания остаточного срока эксплуатации, представляет собой израсходованный ресурс.
Примем израсходованный ресурс равным:
Используя формулы (4) и (5) определим допускаемый срок эксплуатации:
где – запас по ресурсу, принятый на весь срок эксплуатации.
Используя формулы (6) и (7) определим допускаемый остаточный срок эксплуатации:
где – запас по ресурсу, принятый на остаточный срок эксплуатации.
Предельный срок возможного разрушения по формуле (9) составит:
где – максимальная скорость износа (коррозии) за период эксплуатации;
– расчетная толщина стенки, выдерживающая расчетную нагрузку.
По формулам (8), (9) и (10) возможно определение допускаемых величин исходного, остаточного, предельного сроков эксплуатации с условной вероятностью (2) для различных сосудов и аппаратов.
1. Mahutov N.A. Prochnost' i bezopasnost': fundamental'nye i pri-kladnye issledovaniya / N.A. Mahutov. – Novosibirsk: Nauka, 2008. – 528 s.
2. Bezopasnost' Rossii. Pravovye, social'no-ekonomicheskie i nauchno-tehnicheskie aspekty. Upravlenie resursom ekspluatacii vysokoriskovyh ob'ektov / Pod obsch. red. Mahutova N.A. – M.: MGOF «Znanie», 2015, - 600 s.