Определение периодичности неразрушающего контроля металла малодефектного оборудования и трубопроводов атомных станций на основании риск-ориентированного подхода
Аннотация
Выполнено определение периодичности неразрушающего контроля при отсутствии достаточного количества данных об обнаруженных несплошностях для обоснования возможности перевода оборудования и трубопроводов на 10-летнюю периодичность с использованием риск-ориентированного подхода и оптимизации производственных затрат атомной станции.
Определение основано на риск-ориентированном подходе, вероятности существования дефектов в оборудовании или трубопроводах с учетом подроста дефекта в процессе эксплуатации, учитывает механику разрушения, теорию вероятностей и математическую статистику. Несплошности представлены в виде трещин, исходя из консервативных предположений. Указанный подход устанавливает периодичность неразрушающего контроля при ограниченном количестве результатов предыдущих контролей (малодефектном оборудовании и трубопроводах) и является развитием методики «Обоснование допустимости изменения объемов и периодичности эксплуатационного неразрушающего контроля металла оборудования и трубопроводов второго контура атомных станций с ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200», применяемой АО «Концерн Росэнергоатом». Исходными данными являются эксплуатационные, проектные и результаты неразрушающего контроля.
Разработанный подход позволяет получить распределение остаточной дефектности оборудования и трубопроводов для подсистем АЭС, т. е. функцию вероятности остаточного (пропущенного) после контроля и ремонта дефекта от его размера, что помогает установить вероятность и риск разрушения, периодичность неразрушающего контроля. При разработке обработано более 4000 данных о несплошностях, обнаруженных при неразрушающем контроле, получены коэффициенты распределения остаточной дефектности для оборудования и трубопроводов второго контура АЭС с ВВЭР.
Разработанный подход применим для второго или третьего контуров АЭС с реакторными установками ВВЭР или БН, соответственно.
Подход является развитием методики, разработанной для АЭС, и позволяет оценить периодичность проведения неразрушающего контроля при ограниченном количестве результатов неразрушающего контроля. Приведены примеры расчета для трубопроводов второго контура АЭС с реакторной установкой ВВЭР.
Литература
2. МТ 1.1.4.02.001.1803—2021. Обоснование допустимости изменения объемов и периодичности эксплуатационного неразрушающего контроля металла оборудования и трубопроводов второго контура атомных станций с ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200. М.: АО «Концерн Росэнергоатом», 2021.
3. Witek M. Pipeline Failure Probability Evaluation Based on In-line Inspection // Pipeline Technol. J. 2018. V. 3. Pp. 16—21.
4. Неганов Д.А., Варшицкий В.М., Белкин А.А., Фигаров Э.Н. Оценка вероятности разрушения участка магистрального нефтепровода по данным внутритрубной диагностики // Нефтяное хозяйство. 2022. № 5. С. 108—112.
5. Subair Syed Akbar Ali M., Rajagopal P. Probability of Detection (PoD) Curves Based on Weibull Statistics // J. Nondestructive Evaluation. 2018. V. 37(2). P. 20.
6. Alexandrov A. E., Azhder T.B., Bunina L.V., Bikovsky S.S. Computer Program for Calculating Pipelines Destruction Probability // Proc. conf. Data Sci. and Intelligent Systems. 2021. V. 2. Pp. 718—733.
7. Li M., Spencer F.W., Meeker W.Q. Quantile Probability of Detection: Distinguishing between Uncertainty Variability in Nondestructive Testing // Material Evaluation. 2012. V. 73(1). Pp. 89—95.
8. Чертищев В.Ю., Далин М.А., Бойчук А.С., Краснов И.С. Обзор статистических методов оценки вероятности обнаружения дефектов при неразрушающем контроле // В мире неразрушающего контроля. 2021. № 2(92) Т. 24. С. 4—14.
9. Yew-Meng Koh, Meeker W.Q. Quantile POD for Nondestructive Evaluation with Hit-miss Data // Research in Nondestructive Evaluation. 2017. V. 30(2). Pp. 89—111.
10. Гетман А.Ф. Теории и технологии обеспечения прочности технических объектов. М.: Нестор—История, 2019.
11. Кузьмин Д.А., Кузьмичевский А.Ю., Верташенок М.В. Остаточная дефектность и вероятность существования дефектов с размером, превышающим допускаемое значение // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2020. Т. 16. № 5. C. 414—423.
12. Кузьмин Д.А. Метод определения надежности оборудования с трещиной в различных режимах эксплуатации // Тяжелое машиностроение. 2021. №4. C. 20—25.
13. Кузьмин Д.А., Верташенок М.В. Вероятность существования дефектов, приводящих к разрушению сосуда давления без возникновения течи // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2021. Т. 17. № 2. С. 199—213.
14. Кузьмин Д.А. Исследование остаточной дефектности с использованием методов теории вероятностей // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021. Т. 87. № 9. С. 44—49.
15. Трощенко В.Т., Сосновский Л.А. Сопротивление усталости металлов и сплавов. Ч. 1. Киев: Наукова думка. 1987.
16. Матвиенко Ю Г., Кузьмин Д.А., Резников Д.О., Потапов В.В. Оценка вероятности усталостного разрушения конструкционных элементов с учетом статистического разброса механических характеристик прочности материала и остаточной дефектности // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2021. № 4. С. 26—36.
17. РБ-101—16. Рекомендации по применению риск-информативного метода при обосновании риск-информативных решений, связанных с безопасностью блока атомной станции.
---
Для цитирования: Кузьмин Д.А., Верташенок М.В., Толкачев О.С. Определение периодичности неразрушающего контроля металла малодефектного оборудования и трубопроводов атомных станций на основании риск-ориентированного подхода // Вестник МЭИ. 2023. № 5. С. 122—128. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-5-122-128
#
1. NP-084-15. Pravila Kontrolya Osnovnogo Metalla, Svarnykh Soedineniy i Naplavlennykh Poverkhnostey pri Ekspluatatsii Oborudovaniya, Truboprovodov i Drugikh Elementov Atomnykh Stantsiy. (in Russian).
2. MT 1.1.4.02.001.1803—2021. Obosnovanie Dopustimosti Izmeneniya Ob'emov i Periodichnosti Ekspluatatsionnogo Nerazrushayushchego Kontrolya Metalla Oborudovaniya i Truboprovodov Vtorogo Kontura Atomnykh Stantsiy S VVER-1000 I VVER-1200. M.: AO «Kontsern Rosenergoatom», 2021. (in Russian).
3. Witek M. Pipeline Failure Probability Evaluation Based on In-line Inspection. Pipeline Technol. J. 2018;3:16—21.
4. Neganov D.A., Varshitskiy V.M., Belkin A.A., Figarov E.N. Otsenka Veroyatnosti Razrusheniya Uchastka Magistral'nogo Nefteprovoda po Dannym Vnutritrubnoy Diagnostiki. Neftyanoe Khozyaystvo. 2022;5:108—112. (in Russian).
5. Subair Syed Akbar Ali M., Rajagopal P. Probability of Detection (PoD) Curves Based on Weibull Statistics. J. Nondestructive Evaluation. 2018;37(2):20.
6. Alexandrov A. E., Azhder T.B., Bunina L.V., Bikovsky S.S. Computer Program for Calculating Pipelines Destruction Probability. Proc. conf. Data Sci. and Intelligent Systems. 2021;2:718—733.
7. Li M., Spencer F.W., Meeker W.Q. Quantile Probability of Detection: Distinguishing between Uncertainty Variability in Nondestructive Testing. Material Evaluation. 2012;73(1):89—95.
8. Chertishchev V.Yu., Dalin M.A., Boychuk A.S., Krasnov I.S. Obzor Statisticheskikh Metodov Otsenki Veroyatnosti Obnaruzheniya Defektov pri Nerazrushayushchem Kontrole. V Mire Nerazrushayushchego Kontrolya. 2021;2(92);24:4—14. (in Russian).
9. Yew-Meng Koh, Meeker W.Q. Quantile POD for Nondestructive Evaluation with Hit-miss Data. Research in Nondestructive Evaluation. 2017;30(2):89—111.
10. Getman A.F. Teorii i Tekhnologii Obespecheniya Prochnosti Tekhnicheskikh Ob'ektov. M.: Nestor—Istoriya, 2019. (in Russian).
11. Kuz'min D.A., Kuz'michevskiy A.Yu., Vertashenok M.V. Ostatochnaya Defektnost' i Veroyatnost' Sushchestvovaniya Defektov s Razmerom, Prevyshayushchim Dopuskaemoe Znachenie. Stroitel'naya Mekhanika Inzhenernykh Konstruktsiy i Sooruzheniy. 2020;16;5:414—423. (in Russian).
12. Kuz'min D.A. Metod Opredeleniya Nadezhnosti Oborudovaniya s Treshchinoy v Razlichnykh Rezhimakh Ekspluatatsii. Tyazheloe Mashinostroenie. 2021;4:20—25. (in Russian).
13. Kuz'min D.A., Vertashenok M.V. Veroyatnost' Sushchestvovaniya Defektov, Privodyashchikh k Razrusheniyu Sosuda Davleniya bez Vozniknoveniya Techi. Stroitel'naya Mekhanika Inzhenernykh Konstruktsiy i Sooruzheniy. 2021;17;2:199—213. (in Russian).
14. Kuz'min D.A. Issledovanie Ostatochnoy Defektnosti s Ispol'zovaniem Metodov Teorii Veroyatnostey. Zavodskaya Laboratoriya. Diagnostika Materialov. 2021;87;9:44—49. (in Russian).
15. Troshchenko V.T., Sosnovskiy L.A. Soprotivlenie Ustalosti Metallov i Splavov. Ch. 1. Kiev: Naukova Dumka. 1987. (in Russian).
16. Matvienko Yu.G., Kuz'min D.A., Reznikov D.O., Potapov V.V. Otsenka Veroyatnosti Ustalostnogo Razrusheniya Konstruktsionnykh Elementov s Uchetom Statisticheskogo Razbrosa Mekhanicheskikh Kharakteristik Prochnosti Materiala i Ostatochnoy Defektnosti. Problemy Mashinostroeniya i Nadezhnosti Mashin. 2021;4:26—36. (in Russian).
17. RB-101—16. Rekomendatsii po Primeneniyu Risk-informativnogo Metoda pri Obosnovanii Risk-informativnykh Resheniy, Svyazannykh s Bezopasnost'yu Bloka Atomnoy Stantsii. (in Russian)
---
For citation: Kuz’min D.A., Vertashenok M.V., Tolkachev O.S. Determining the Non-Destructive Testing Frequency of the Metal of Slightly Defective NPP Equipment and Pipelines Based on a Risk-oriented Approach. Bulletin of MPEI. 2023;5:122—128. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2023-5-122-128
