Оценка заданного уровня надежности сложных технических систем на основе критериев приемлемости риска

Актуальность. Оценка надежности системы газопроводов – одна из наиболее важных задач, поскольку безопасность поставок газа неразрывно связана с надежной работой всей системы в целом.
С целью обеспечения заданного уровня надежности газопроводных систем в настоящем исследовании описана методика оценки приемлемого уровня риска, которая устанавливается в соответствии с действующими нормами и стандартами.
Методы исследования. Применяется трехкомпонентная методика оценки заданного уровня надежности газопроводных систем. Она реализуется путем создания модели последствий отказа, которая учитывает условия окружающей среды и характеристики газопроводов. Далее определяются приемлемые вероятности отказа трубопровода с помощью теории риска. На основе этих данных создается модель для оценки надежности транспортировки газа в системе газопроводов с учетом вероятности отказа и гидравлических характеристик.
Результаты. Определяется заданный уровень надежности системы на основе допустимой вероятности отказа. Полученное значение надежности сравнивается с фактическим уровнем надежности реальной системы газопроводов. Определен оптимальный вариант действий для обеспечения и повышения надежности системы на основе сделанных выводов.

1. Gong J., Kang Q., Wu H., Li X., Shi B., Song S. Application and prospects of multi-phase pipeline simulation technology in empowering the intelligent oil and gas fields // Journal of Pipeline Science and Engineering. 2023. V. 3 (3). P. 100127. Doi.org/10.1016/j.jpse.2023.100127

2. Huang W., Li Y., Yu W., Yu H., Shan X., Wang H., Gong J. An evaluation index system of the user satisfaction for the natural gas pipeline network // Journal of Pipeline Science and Engineering. 2021. V. 1 (4) P. 452–458.

3. Zhu Y.Q., Wang P., Wang Y., Tong R.K., Yu B., Qu Z.G. Assessment method for gas supply reliability of natural gas pipeline networks considering failure and repair // Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2021. V. 88 (2). P. 103817. DOI: 10.1016/j.jngse.2021.103817

4. Liu Y., Zhou W. Uncertainties in internal pressure of oil transmission pipelines and implications for the reliability analysis // Journal of Pipeline Science and Engineering. 2022. V. 2 (2). P. 100055. https://doi.org/10.1016/j.jpse.2022.100055

5. Yu W.C., Gong J., Huang W.H., Liu H.F., Dang F.H., Luo J.L., Sun Y.H. A systematic methodology to assess hydraulic reliability and gas supply reliability of the natural gas pipeline network // Journal of Pressure Vessel Technology-Transactions of the ASME. 2021. V. 143 (4). DOI: 10.1115/1.4049711

6. Chen Q., Zuo L.L., Wu C.C., Cao Y.K., Bu Y.R., Chen F., Sadiq R. Supply reliability assessment of a gas pipeline network under stochastic demands // Reliability Engineering & System Safety. 2021. V. 209. P. 107482. DOI: 10.1016/j.ress.2021.107482

7. Li Y.C., Gong J., Yu W.C., Huang W.H., Wen K. Gas supply reliability analysis of a natural gas pipeline system considering the effects of demand side management // Journal of Pressure Vessel Technology-Transactions of the ASME. 2021. V. 143 (4). DOI:10.1115/1.4049743

8. Li Y.C., Gong J., Yu W.C., Huang W.H., Wen K. Gas supply reliability analysis of a natural gas pipeline system considering the effects of demand side management // Proceedings of the ASME 2020 Pressure Vessels & Piping Conference (PVP 2020). 2020. V. 8. DOI: 10.1115/PVP2020-21218

9. Safipour H., Abdollahi A., Hajmohammadi M., Alizadeh M.I. Optimal demand response strategies to mitigate wind power variability and gas-supply uncertainty in a multi-resolution robust security constrained unit commitment // Iet Generation Transmission & Distribution. 2020. V. 14 (14). P. 2740–2750.

10. Su H., Zio E., Zhang J., Li X., Chi L., Fan L., Zhang Z. A method for the multi-objective optimization of the operation of natural gas pipeline networks considering supply reliability and operation efficiency // Computers & Chemical Engineering. 2019. V. 131. P. 106584. DOI: 10.1016/j.compchemeng.2019.106584

11. Yu W. Study on the gas supply reliability of natural gas pipeline networks based on demand side analysis. Beijing : China University of Petroleum, 2019.

12. Yu W.C., Huang W.H., Wen Y.H., Li Y.C., Liu H.F., Wen K., Gong J., Lu Y.A. An integrated gas supply reliability evaluation method of the large-scale and complex natural gas pipeline network based on demand-side analysis // Reliability Engineering & System Safety. 2021. V. 212. P. 212:107651. DOI: 10.1016/j.ress.2021.107651

13. Popov G., Bolobov V., Zhuikov I., Zlotin V. Development of the Kinetic Equation of the Groove Corrosion Process for Predicting the Residual Life of Oil-Field Pipelines // Energies. 2023. V. 16 (20). P. 7067.

14. Gong C., Frangopol D.M. Time-variant hull girder reliability considering spatial dependence of corrosion growth, geometric and material properties // Reliability Engineering & System Safety. 2020. V. 193. P. 106612.

15. Hassanien S., Leblanc L., Nemeth A. Towards an acceptable pipeline integrity target reliability // 11th International Pipeline Conference. IPC 2016. American Society of Mechanical Engineers (ASME), 2016.

16. Zimmerman T., Nessim M., McLamb M., Rothwell B., Zhou J., Glover A. Target reliability levels for onshore gas pipelines // Proceedings of the 4th International Pipeline Conference. Calgary, Alta, 2002. P. 845–854.

17. Zhang J., Zhang Z., Yu Z., Wu W., Chen Y. Building a target reliability adaptive to China onshore natural gas pipeline // 10th International Pipeline Conference, IPC 2014. American Society of Mechanical Engineers (ASME), 2014.

18. Lee J.-H., Kim J.-H., Young-Do J., Hyun K.L. Application of target reliability levels for maintenance of domestic natural gas pipelines // Journal of The Korean Institute of Gas. 2018. V. 22 (3). P. 1–6.

19. Lee J.-H., Young-Do J., Moon J.-S. A study on establishing target reliability levels for flammable gas transmission pipelines // Journal of The Korean Institute of Gas. 2018. V. 22 (6). P. 52–58.

20. Gong C., Frangopol D.M., Cheng M. Risk-based life-cycle optimal dry-docking inspection of corroding ship hull tankers // Engineering Structures. 2019. V. 195. P. 559–567.

21. Nessim M., Zhou W., Zhou J., Rothwell B., McLamb M. Target reliability levels for design and assessment of onshore natural gas pipelines // International Pipeline Conference : proceedings of the 5th Biennial International Pipeline Conference : presented at the International Pipeline Conference (IPC 2004) : Calgary, Alberta, Canada, October 4−8, 2004. P. 2501–2512.

22. Kurasov O.A., Burkov P.V. Substantiation of methods of improving safety of pipeline gas transportation // E3S Web of Conferences : 2021 Topical Issues of Rational Use of Natural Resources, TI 2021, Saint Petersburg. EDP Sciences. 2021. V. 266. DOI: 10.1051/e3sconf/202126601012. EDN: VJQECF