Оценка рисков при коррозии трубопроводов: Практическое руководство

Оценка внешней коррозии с учетом риска - это процесс, который оценивает возможность возникновения коррозионных повреждений трубопроводов, непосредственно влияющих на срок их эксплуатации.Понимание того, какой срок службы остался у вашего трубопровода, поможет вам эффективно управлять трубопроводом и обеспечить безопасность. В нашей статье о внешней коррозии мы рассказали о важности определения будущей скорости коррозии для поддержания целостности трубопровода. Данное руководство опирается на эту основу, представляя подход к управлению коррозией трубопроводов с учетом рисков.  

Определение будущей скорости коррозии - это только первый шаг в разработке эффективной стратегии инспекции трубопровода. Следующий шаг - оценка того, как долго ваш трубопровод может оставаться в рабочем состоянии, для чего необходимо рассчитать его остаточный срок службы. Определив будущую скорость коррозии, вы можете применить эту информацию для расчета остаточного срока службы сегментов трубопровода по следующей формуле: 

Остаточный срок службы = Остаточная коррозионная стойкость / Будущая скорость коррозии 

Допуск на коррозию представляет собой толщину стенки, которую трубопровод может позволить себе потерять без ущерба для его целостности и функциональности. Однако это число не статично, оно изменяется по мере потери материала. Таким образом, остаточный коррозионный допуск (RCT) - это коррозионный допуск (CT) на дату оценки , а рассчитывается по-разному в зависимости от того, проводилась ли внутритрубная инспекция (ILI Run) и были ли обнаружены какие-либо дефекты.

1. Если при проведении инспекции не было обнаружено дефектов или она не проводилась, мы рекомендуем рассчитать остаточный допуск на коррозию (ОДК) следующим образом: 

RTC = Номинальная толщина стенки - Предельное состояние - Потери в стенке 

Вот разбивка каждого компонента: 

Потеря стены = (Дата оценки - Дата инспекции) x Прошлый CR 

Пример:
Если оценка была проведена 1 января 2023 года, а внутритрубная инспекция - 1 января 2016 года, и коэффициент коррозии в прошлом составляет 0,01,
тогда
Потеря стенки = (1 января 2023 года - 1 января 2016 года) x 0,01 = 7 x 0,1 = 0,07 мм

2. Если в ходе инспекции выявлены дефекты, рекомендуется рассчитать остаточный допуск на коррозию (RCT) по следующей формуле: 

RCT = КТ - Потеря стенки 

Пример:
Представьте, что в проекте указан допуск на коррозию в 2 мм. Теперь, если текущая коррозия уже снесла 0,7 мм, что останется?

Простая математика дает нам оставшийся допуск на коррозию: 

RCT = 2 мм (проектный допуск) - 0,7 мм (текущая коррозия) = 1,3 мм. 

Теперь у вас есть четкое представление о том, сколько материала осталось и может ли он безопасно выдерживать рабочее давление.
Имея на руках данные о допустимой остаточной коррозии (RCT) и будущей скорости коррозии, пора определить остаточный срок службы (RL) трубопровода.

Пример:
Если на момент проверки остаточный коррозионный допуск трубопровода составляет 4 мм, а будущая скорость коррозии оценивается в 0,1 мм/год, то, используя формулу для RL, приведенную выше, мы получим: 

Остаточный срок службы = 1,3 мм / 0,1 мм в год = 13 лет 

Этот расчет показывает, что трубопровод может безопасно эксплуатироваться еще 13 лет до достижения критической толщины. 

Определив остаточный срок службы трубопровода, вы можете использовать следующую формулу для расчета даты следующей инспекции: 

Дата следующего осмотра = Дата последнего осмотра + (Оставшийся срок службы в годах × коэффициент интервала) 

Но подождите, вам все еще не хватает важного элемента: коэффициента интервала. Это не просто случайное число; оно определяется на основе оценки риска. 

Чтобы рассчитать коэффициент интервала (IF), мы рекомендуем сначала определить стратегию инспекции, основанную на остаточном сроке службы трубопровода (RL). Существует три основные категории стратегий инспекции в зависимости от остаточного срока службы трубопровода: 

Стратегии инспекции с учетом оставшегося срока службы трубопровода 

Если стратегия инспекции предполагает проектирование или продление срока службы, мы рекомендуем определять коэффициент интервала на основе критического значения и рейтинга уверенности. Более высокий рейтинг уверенности приводит к более длительному интервальному коэффициенту. Рейтинг уверенности может варьироваться от очень низкого до очень высокого и отражает неопределенности в: 

Рейтинг доверия оценивается для всего трубопровода. Он напрямую влияет на Интервальный коэффициент, поскольку является функцией Критичности и Рейтинга уверенности: 

IF = f(рейтинг доверия, критичность) 

Таблица расчета коэффициента интервала

Критичность сама по себе измеряет как вероятность отказа (Susceptibility to Failure), так и его потенциальное воздействие, т.е. последствия (Consequence):

Критичность = f(StF, Последствия)

Матрица оценки рисков

Чувствительность к разрушению (StF) определяется путем расчета отношения оцененной скорости коррозии к проектной скорости коррозии.

StF = расчетная скорость коррозии/оцененная скорость коррозии

Это соотношение дает представление о том, как фактические показатели сравниваются с проектными ожиданиями. Если коэффициент превышает 4, это говорит о высоком StF, а коэффициент ниже 0,5 - о незначительном StF, как показано в таблице ниже.

Таблица расчета восприимчивости к отказам

Пример:

Давайте рассмотрим практический сценарий. Представьте, что у нас высокий рейтинг доверия и средняя вероятность отказа. Проектная скорость коррозии составляет 0,021 мм/год, в то время как наша расчетная скорость коррозии составляет более благоприятные 0,012 мм/год.

Теперь рассчитаем чувствительность к отказам (StF):
StF = 0,021/0,012 = 1,75

Это означает, что класс StF - средний.

Далее следует оценка критичности. Если обратиться к нашей матрице оценки рисков, то становится ясно, что мы имеем дело с классификацией "средний-высокий" (MH). Наконец, мы обращаем внимание на интервальный фактор. Обратившись к таблице интервальных коэффициентов, мы видим, что при высоком рейтинге доверия и средне-высокой критичности интервальный коэффициент четко равен 0,4.

Если стратегия инспекции соответствует цели, мы рекомендуем определять коэффициент интервала на основе последствий отказа и рейтинга уверенности, не учитывая критичность. В этом случае последствия могут быть указаны для каждого участка трубопровода.

IF = f(рейтинг доверия, последствия)

Теперь мы можем рассчитать дату следующей проверки с помощью формулы:

Дата следующего осмотра = Дата последнего осмотра + (Оставшийся срок службы в годах × коэффициент интервала)

Давайте подставим несколько цифр. Помните, что наша последняя инспекция была проведена 1 января 2016 года, с остаточным сроком службы 13 лет и коэффициентом интервала 0,4. Вот как это выглядит:

Пример:
Дата следующей инспекции = 1 января 2016 года + (13 × 0,4)

Это дает нам:
Дата следующей инспекции = 1 января 2016 года + 5,2 года.

Если все это сложить, то получится 15 марта 2021 года.

Вот и все! Четкий расчет, который позволяет поддерживать целостность вашего трубопровода на должном уровне.

Внешняя коррозия - это не просто проблема трубопроводов, это проблема данных, требующая точных расчетов. Вы можете объединить разрозненные данные в целостную стратегию управления коррозией, используя возможности IMS PLSS (системы управления целостностью трубопроводов и подводных систем). Специальный модуль оценки рисков в IMS PLSS позволяет точно определить остаточный срок службы трубопровода и составить график будущих проверок, что в конечном итоге улучшает стратегию инспекции трубопровода и общее управление внешней коррозией. В конечном итоге интеграция оценки рисков в практику управления трубопроводами приведет к повышению безопасности эксплуатации, снижению затрат и улучшению эксплуатационных характеристик активов с течением времени. Наш инструмент не просто позволяет вам управлять внешней коррозией - он помогает вам перехитрить ее.

Хотите узнать, на что способна IMS PLSS? Запросите демонстрацию!