Определение и прогнозирование технического состояния и остаточного ресурса статического оборудования способом гибридного моделирования

UDK: 622.692.23
DOI: 10.24887/0028-2448-2023-12-74-78
Ключевые слова: гибридное моделирование, статическое оборудование, техническое состояние, остаточный ресурс, прогнозирование, метод конечных элементов (МКЭ), машинное обучение
Авт.: Н.М. Павлечко (Группа компаний «Газпром нефть»), В.А. Пальцев (Группа компаний «Газпром нефть»), Д.И. Сахаров (Группа компаний «Газпром нефть»), А.Е. Белоусов (ООО «Цифровая индустриальная платформа»), к.т.н., А.Г. Хоруженко (ООО «Простоев.Нет»)

Статического оборудования существенно зависит от достоверности, достаточности и актуальности информации для качественного определения технического состояния и остаточного ресурса. Проведение мероприятий по диагностированию, обслуживанию и ремонту подразумевает значительные затраты. При этом эффективность плана мероприятий, с одной стороны, зависит от нормативных требований, а с другой – от человеческого фактора. Установка развитых систем телеметрии для статических объектов относительно низкой стоимости и критичности зачастую экономически не обоснована. С другой стороны, часть существующей информации используется неэффективно. В статье рассмотрен способ получения дополнительной информации о техническом состоянии и остаточном ресурсе с помощью гибридного моделирования на примере более чем 50 промысловых резервуаров для хранения нефти и пластовой воды. Предлагаемый подход полностью соответствует нормативной документации Российской Федерации и предполагает совместное использование трех основных моделей: напряженно-деформированного состояния, развития дефектов и прогнозирования вероятных дефектов. Подход универсален, его можно применять для различных видов статического оборудования. Приведены особенности моделирования, связанные с обработкой исходной информации; обучением универсальных нейросетевых моделей напряженно-деформированного состояния; формированием модели развития дефектов из нормативных методик; разработкой ML-модели прогнозирования вероятных дефектов. Представлены результаты верификации модели, которая проводилась на резервуарах, находящихся в эксплуатации с 1980-х годов. С учетом комплексности модели верификация проводилась в отдельности по каждому отдельному типу результатов гибридной модели. Валидация модели и отзывы эксплуатирующих организаций подтвердили возможность применения разработанной гибридной модели в составе рекомендательной системы для более тщательного контроля элементов с наименьшим остаточным ресурсом; более точной оценки технического состояния; прогноза остаточного ресурса объекта, в том числе с учетом вероятных дефектов; оценки рисков возникновения негативных событий и планирования бюджетов на проведение различного рода диагностики, технического обслуживания и ремонта.

Список литературы

1. Голиков А.В., Сложенкин Г.Е. Обзор видов и анализ причин развития дефектов и повреждений в несущих конструкциях стальных резервуаров // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Сер. Строительство и архитектура. – 2021. – № 4(85). – С. 14–28.

2. Смоляго Г.А., Фролов Н.В. Прикладной способ прогнозирования коррозионных повреждений и остаточного ресурса изгибаемых железобетонных элементов с учетом опыта эксплуатации объектов-аналогов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. – 2019. – № 2. – С. 49–54. – https://doi.org/10.12737/article_5c73fc0ef063c3.60645861

3. Математическая модель оценки остаточного ресурса вертикальных стальных резервуаров / Э.Ш. Гайсин, Р.Н. Бахтизин, Н.Т. Габдрахманова, Ю.А. Фролов // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2017. – № 3(109). – С. 113-122.

4. Юмагузин У.Ф., Баширов М.Г. Прогнозирование остаточного ресурса оборудования предприятий нефтегазовой отрасли // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 3–2. – С. 277–280.



Внимание!
Купить полный текст статьи (русская версия, формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.