Анализ состояния обеспечения работоспособности компрессорных станций магистральных газопроводов на этапе эксплуатации

ЛИТЕРАТУРА

1. Мясникова, Н.В. Применение разложения по эмпирическим модам в задачах цифровой обработки сигналов / Н.В. Мясникова, Л.А. Долгих, М.Г. Мясникова // Датчики и системы. - 2011. - № 5. - С. 8-10.

2. Мясникова, Н.В. Разложение на эмпирические моды на основе экстремальной фильтрации// Н.В. Мясникова, М.П. Берестень // Цифровая обработка сигналов. - 2014. - № 4. - С. 13-17.

3. Мясникова М.Г. Модальный анализ: предварительная обработка сигналов Н.В Мясникова., /Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2016. № 1. С. 7 6-7 8.

4. Экстремальная фильтрация: предварительная обработка сигналов /Приймак А.А., Рубанов М.Ю./ Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2016. № 1. С. 173-176.

5. Приймак А.А. Использование нейронных сетей для выделения составляющих в режиме реального времени// Известия Высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2018, №2, стр.

УДК 621.039+622.692

Острейковский В.А., Соловьев Н.А., Шевченко Е.Н.

БУ ВО Сургутский государственный университет, Сургут, Россия

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ НА ЭТАПЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Целью данной статьи является анализ состояния исследований и работ в области техногенного риска применительно к компрессорным станциям магистральных газопроводов. Приведена оценка правового и нормативно-технического обеспечения промышленной безопасности магистральных трубопроводов транспорта газа Российской Федерации, современного состояния аварийности на компрессорных станциях магистральных газопроводов РФ, США и Канады, основных принципов формирования системы мониторинга и прогнозирования возникновения аварийных ситуаций на компрессорных станциях магистральных газопроводов. Приведены результаты анализа качества предоставляемой информации по произошедшим авариям и инцидентам в надзорные органы РФ, США и Канады, по которым необходимо проводить оценку техногенного риска на объектах компрессорных станций. Ключевые слова:

КОМПРЕССОРНАЯ СТАНЦИЯ, АВАРИЯ, РИСК АВАРИИ, МЕХАНИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ, БРАК СТРОИТЕЛЬСТВА И ИЗГОТОВЛЕНИЯ, КОНСТРУКТИВНЫЙ НЕДОСТАТОК, КОРРОЗИЯ ИЗНОС ОБОРУДОВАНИЯ

- СТО Газпром 2-2.3-351-2009. Методические указания по проведению анализа риска для опасных производственных объектов газотранспортных предприятий ОАО «Газпром»;

- СТО Газпром 2-2.3-400-2009. Методика анализа риска для опасных производственных объектов газодобывающих предприятий ОАО «Газпром»;

- СТО Газпром 2-2.3-569-2011. Методическое руководство по расчету и анализу рисков при эксплуатации объектов производства, хранения и морской транспортировки сжиженного и сжатого природного газа.

Величина риска - количественная мера безопасности. В основе оценки риска лежит определение вероятности возникновения нежелательного события и его последствий.

2. Современное состояние аварийности на КС Российской Федерации, США и Канаде

Аварийные ситуации на компрессорных станциях магистральных газопроводов, кроме экономического ущерба от простоя, потерь газа и немалых затрат на ликвидацию аварий создают значительную угрозу для окружающей среды. Анализ статистики аварийности и причин, вызывающих аварии на площадочных сооружениях магистральных газопроводов является важнейшим этапом формирования системы обеспечения безопасности таких объектов.

Для выявления тенденций в аварийности на площадочных сооружениях, в том числе с требованиями по обеспечению промышленной безопасности, была проанализирована информация доступных баз данных аварий и чрезвычайных ситуаций на площадочных сооружениях магистральных газопроводов Российской Федерации, Канады и США [9-13].

В указанных государствах сбор данных по аварийности на объектах трубопроводного транспорта осуществляется на государственном уровне в соответствии с национальным законодательством: в США - Бюро трубопроводной безопасности Управления по безопасности трубопроводов и опасным материалам (Office of Pipeline Safety under the Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration - OPS PHMSA (www.phmsa.dot.gov) Министерства транспорта, в Канаде - Департамент безопасности на транспорте Канады

(Transportation Safety Board of Canada (www.tsb.gc.ca), в России - Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзор (www.gosnadzor.ru).

Для сопоставления данных по количеству аварий необходимо оценить различия в определении понятия «авария» и какие события к ней относятся:

Введение

Широкое применение риск-ориентированного подхода базируется на использование различных методик расчета риска реализации аварийных сценариев, как на линейной части, так и на объектах компрессорных станций (КС). Однако, следует отметить, что методики расчета риска на КС проработаны значительно меньше, чем аналогичные методики на линейной части магистральных газопроводов (МГ). В частности, не определены факторы, влияющие на вероятность отказа того или иного технологического оборудования КС, не определены критерии изменения риска отказа технологического оборудования в зависимости от степени его изношенности, качества эксплуатации и других влияющих на надежность факторов эксплуатации.

Целью данной статьи является анализ состояния исследований и работ в области техногенного риска применительно к компрессорным станциям магистральных газопроводов.

Основная часть

1. Правовое и нормативно-техническое обеспечение промышленной безопасности магистрального трубопроводного транспорта газа Российской Федерации

В настоящее время в Российской Федерации сформирован необходимый комплекс законодательной, нормативной и научно-технической документации по обеспечению безопасности объектов системы магистральных газопроводов при возникновении чрезвычайных и аварийных ситуаций (рис.1).

Риск-ориентированный подход к обеспечению промышленной безопасности опасных производственных объектов базируется на анализе видов и последствий отказов, которые в свою очередь базируются на совокупности статистических и масштабности последствий аварии на объекте. Проведенный анализ широкого обсуждения применения риск-ориентированного подхода в научной сфере, например [1-4, 14-16], в том числе дискуссий о приемлемых критериях риска [5-8] показывают, что при внедрении указанного метода в управление промышленной безопасностью и техническое регулирование на объектах нефтегазового комплекса возникают значительные проблемы, решение которых зачастую невозможно в рамках существующей базы нормативной и нормативно-технической документации.

В рамках выполнения норм Закона РФ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» в ОАО «Газпром» разработаны следующие документы по анализу риска:

Рисунок 1 - Схема правового обеспечения промышленной безопасности МГ

Канада:

- все утечки газа независимо от объема;

- утечки нефти и нефтепродуктов не менее 1,5

м3

- эксплуатация трубопровода с нарушением предельных проектных

параметров, установленных законодательством.

США:

- наличие выброса высоко опасной жидкости свыше 5 баррелей (0,8 м3) или

других жидкостей свыше 50 баррелей (8 м3);

- оцененный ущерб превышает 50 000 долларов США;

- наличие смертельно травмированных людей или получение травм

требующих госпитализации;

- выброс вещества сопровождающийся взрывом или пожаром.

Российская Федерация:

- объем утечки более 10 м3 жидкости/ более 10 000 м3 газа;

- смертельное травмирование/ травмирование с потерей трудоспособности;

- воспламенение опасной жидкости или взрыв ее паров/ взрыв или

воспламенение газа;

- повреждение или разрушение других объектов;

- загрязнение водных объектов.

В Канаде транспортом природного газа занимаются 66 компаний, объем транспорта в 2013 году

_Аварии на КС магистральных

составил 163 миллиарда кубических метров природного газа, общая длина газопроводов - 55 972 километра.

Магистральные газопроводы Канады характеризуются высоким уровнем безопасности и низкой удельной аварийностью. По данным [11] удельная аварийность на магистральных газопроводах Канады составляет 0,11 аварий в год на 1000 км, для сравнения, удельная аварийность на магистральных газопроводах в России составляет — 0,13, удельная аварийность в США — 0,14, Европы — 0,14.

Система трубопроводного транспорта природного газа в США является крупнейшей в мире, общая длина транспортных газопроводов без учета коллекторных и распределительных сетей составила на 2013 год 298 233 мили (около 480 тыс. километров), общее число операторов газопроводов составляет около 1100 компаний.

В Российской Федерации находятся в эксплуатации более 280 КС МГ, около 800 КЦ, порядка 4 000 ГПА.

В виду нехватки открытой отечественной статистики, возникает потребность в использовании «внешних» зарубежных источников статистической информации. Однако, без установления и обоснования критериев подобия оценка аварийности на основе зарубежных данных представляется недостоверной.

Статистика аварий и инцидентов на КС Канады, США, РФ представлены в табл. 1.

Таблица 1

газопроводах Канады, США, РФ_

ю г- со ст^ о од ГО ю г-

Год о о о о о о

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

од од од од од од од од од од од од од од

Аварии на КС Канада 1 0 4 2 2 3 5 0 3 4 2 0 0 0

Аварии (инциденты) на КС США 8 13 11 6 10 17 14 27 29 29 35 44 45 38

Аварии на КС РФ - - - - - 1 1 1 0 0 1 0 1 1

В условиях статистического «голода» для определения вероятности аварий могут быть применены подходы, описанные в [14-16].

Рассматривая аварии на компрессорных станциях в нашей стране, основными факторами возникновения аварий на КС МГ являются следующие:

- наличие большого числа арматуры, тройников, переходников, фасонных частей, мест с усложненной технологией изготовления и проведения СМР, ухудшенного контроля качества сварных швов, с повышенной концентрацией напряжений;

- наличие значительного числа переходов трубопроводов из подземного положения в надземное,

являющихся местами повышенной коррозионной активности и концентрации напряжений;

- сложная пространственная прокладка надземных трубопроводов обвязки (ТПО) компрессорных агрегатов с большим числом жестких и скользящих опор, сочетающаяся со значительными переменными температурными и газодинамическими (вибрационными) нагрузками со стороны нагнетателя.

Основные причины, приведшие к авариям на КС РФ за период 2009-2017 г.[13], приведены в табл. 3.

Таблица 3

Причины аварий на компрессорных станциях РФ за период 2009-17 г

Год ава- Кол- Тип собы- Место аварии (инци- Причина Сопутствующие

рии (ин- во тия дента) причины

цидента) аварий

2009 1 Инцидент (крупная утечка) ТПО ГПА Ду720*11,3 Недопустимые дефекты по кольцевому сварному соединению Просадка ТПО

2010 1 Авария Выходной шлейф Д1420*18,7 КРН В месте расположения отводов

2011 1 Авария Межцеховая перемычка Д1020*15,2 Недопустимые дефекты по кольцевому сварному соединению

2014 1 Авария Узел подключения, Д1420 Применение электродов с низким классом прочности. Охрупчивание металла кольцевого сварного соединения. Допустимые дефекты, повышенный уровень НДС

2016 1 Авария Узел подключения, Д530 Механическое повреждение (задир) металла стенки трубы.

2017 1 Авария Узел подключения, трубопровод импульсного газа Д159*6 Заводские дефекты трубы

По опыту эксплуатации объектов КС одного из газотранспортного общества в Западной Сибири наиболее нагруженными элементами ТПО КЦ являются угловые сварные соединения, по которым преимущественно и происходят инциденты (отказы) с разгерметизацией газопроводов [17]. Указанные инциденты по разным причинам не фиксируются на государственном уровне в РФ, что является ограничением при оценке риска по статистическим данным.

По результатам обследований делается вывод, что причинами отказов явились:

- брак, допущенный при строительно-монтажных работах (недопустимые катеты, перегрев тонкой стенки патрубка, подрезы и наплывы);

- остаточные сварочные напряжения (не устраненные из-за отсутствия термообработки при СМР, тройниковых соединений, работающих в условиях вибрации);

- внешние нагрузки, такие как вибрация и появление дополнительных механических напряжений по причине температурной деформации и защемления, механические характеристики металла сварного шва;

- снижение характеристик трещиностойкости по причине достижения отрицательных температур в момент дросселирования газа.

3. Основные принципы формирования системы мониторинга и прогнозирования возникновения аварийных ситуаций на КС МГ

Одним из недостатков существующего на данный момент нормативно-технического обеспечения безопасности КС МГ является подход, при котором обеспечение безопасности трубопроводного транспорта, рассматривается преимущественно на стадии эксплуатации. В соответствии с данным подходом считается, что безопасность опасного производственного объекта на стадии эксплуатации обеспечена, если соблюдаются все требования нормативно-технических документов и требований.

Не смотря на большое количество нормативной и регламентирующей документации, которая определяет порядок расчетов и проектирования компрессорных станций магистральных газопроводов, вопрос построения модели взаимодействия проекта компрессорной станции с окружающей средой в различных климатических условиях, в том числе сложных, а так же при различных социально-экономических условиях, требует детальной проработки.

Выводы и рекомендации

Анализ законодательной и нормативной базы, которая используется при проектировании, строительстве и эксплуатации КС магистральных газопроводов, по проблемам промышленной безопасности и чрезвычайным ситуациям показывает:

Не смотря на наличие нормативных документов в области обеспечения промышленной безопасности и охраны окружающей среды, складывается убеждение, что не достаточно определены основы построения системы управления деятельностью трубопроводных компаний по предупреждению чрезвычайных ситуаций в процессе реализации проектов.

Проект компрессорной станции магистрального газопровода целесообразно рассматривать как сложную организационно-техническую систему, которая включает в себя этапы проектирования, строительства и эксплуатации всех видов ресурсов (временных, трудовых, финансовых и материально-технических), а также процесс принятия и исполнения управленческих решений. Такая система имеет в наличии также ряд ограничений и правил взаимодействия её элементов, которые включают в себя продолжительность, интенсивность, последовательность, совмещение, надежность и безопасность для повышения показателей эффективности.

Основой в системе предупреждения аварийных и чрезвычайных ситуаций является разработка мероприятий по обеспечению безопасной реализации проекта и минимизации влияния негативных последствий наступления опасных событий.

Для всестороннего исследования проблемы прогнозирования возникновения аварийных ситуаций на КС МГ необходимо разработать такие модели и алгоритмы возникновения и развития аварийной ситуации на оборудовании КС, которые с достаточной степенью точности будут описывать явления, происходящие в системе обеспечения безопасности и безаварийной эксплуатации оборудования КС.

Для решения практических задач, необходимо разработать такие методики, которые, будучи направлены на прогнозирование аварийных ситуаций, обеспечат снижение риска АС для всего жизненного цикла КС МГ.

В целом существующая система нормативной и правовой документации рассматривает риск-ориентированный подход как основной в обеспечении промышленной безопасности КС МГ, тенденции развития будут направлены на углубление применения риск-ориентированных методов и постепенный отказ от директивно установленных норм и правил ПБ.

Анализируя статистику аварий на компрессорных станциях магистральных газопроводов США, РФ и Канады следует отметить, что аварии и инциденты на компрессорных станциях и прочих площадочных сооружениях являются довольно характерными для систем транспорта природного газа РФ, Канады и США и являются постоянными источниками техногенного риска.

Таким образом, на КС наиболее подвержены ава- Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект №

риям сварные соединения трубопроводов обвязки 17-01-00244) КС.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ревазов, А. М. Пути минимизации риска при разработке и реализации инвестиционных проектов строительства магистральных трубопроводов / А. М. Ревазов // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 1997. - № 6. - C. 118.

2. Лисанов, М. В. О техническом регулировании и критериях приемлемого риска / М. В. Лисанов // Безопасность труда в промышленности. - 2004. - № 5. -С. 11-14.

3. Гражданкин, А.И. К риск-ориентированной промбезопасности / А. И. Гражданкин // Контроль качества продукции. - 2012. - № 7. - С. 18-23.

4. Лисанов, М.В. О регулировании промышленной безопасности по количественным критериям допустимого риска / М. В. Лисанов, Е. В. Ханин, С. И. Сумской // Безопасность труда в промышленности. -2012. - № 12. - С. 54-62.

5. Елохин, А. Н. Проблема выбора критериев приемлемого риска / А. Н. Елохин, А. А. Елохин // Проблемы анализа риска. - 2004. - Т. 1. № 2. - С. 138-145.

6. Трбоевич, В. М. Критерии риска в странах ЕС / В. М. Трбоевич // Проблемы анализа риска. -2004. - Т. 1. № 2. - С. 106-115.

7. Гражданкин, А. И. Критерии приемлемого риска / А. И. Гражданкин // Безопасность труда в промышленности. - 2007. - № 6. - С. 69.

8. Лисанов, М. В. О критериях приемлемого риска аварий на опасных производственных объектах химического и нефтегазового комплекса / М. В. Лисанов, С. Н. Буйновский // Безопасность труда в промышленности. - 2009. - № 3. - С. 7 6-7 8.

9. Леонович, И. А. Анализ аварийности на компрессорных станциях магистральных газопроводов / И. А. Леонович, А. М. Ревазов // Труды Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина. — 2014. - № 2 (275). - С. 26-33.

10. Лисанов, М. В. Анализ российских и зарубежных данных по аварийности на объектах трубопроводного транспорта / М. В. Лисанов, А. В. Савина, Е. А. Самусева, Д. В. Дегтярев // Безопасность труда в промышленности. - 2010. - № 7. - С.16-22.

11. Pipeline occurrence data from January 2004 [Электронный ресурс]: [Transportation Safety Board of Canada]. - Режим доступ: http://tsb.gc.ca/eng/stats/pipeline/index-ff.asp (дата обращения 30.11.2017г.).

12. PHMSA incident report [Электронный ресурс]: [US DOT Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration]. - Режим доступа: https://hip.phmsa.dot.gov/analyticsSOAP/saw.dllTPor-talpages (дата обращения 30.11.2017г.).

13. Годовые отчеты о деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору [Электронный ресурс]: [Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору]. - Режим доступ: www.gosnadzor.ru/public/annual_reports/ (дата обращения 29.11.2017г.).

14. Острейковский, В. А. Теория техногенного риска: математические методы и модели: Монография / В. А. Острейковский; Сургут, гос. ун-т ХМАО - Югры. - Сургут: ИЦ СурГУ, 2013. - 320 с.

15. Острейковский, В.А. Математические модели оценки техногенного риска сложных систем на основе распределения Эрланга / В.А. Острейковский, А.С. Павлов // Надежность и качество сложных систем, № 1, 2016. - С. 99-116. Режим доступа: http://nikas.pnzgu.ru/nikss14116 [Электронный ресурс]

16. Острейковский, В.А. Анализ моделей распределения характеристик техногенного риска по статистическим данным аварий и катастроф сложных критически важных объектов / В.А.Острейковский, Е.Н.Шевченко // Надежность и качество сложных систем, №2(10), 2015. - С.3-12.

17. Соловьев, Н. А. О промышленной безопасности компрессорной станции транспорта газа / Н. А. Соловьев, С. Я. Аронов, В. А. Острейковский // Север России: Стратегии и перспектива развития: Материалы III Всероссийской Научно-практической конференции (г. Сургут, 26 мая 2017 г.): в 3 т. -Сургут, гос. ун-т ХМАО-Югры. - Сургут: ИЦ СурГУ, 2017. - Т. II. - С.94-99.

УДК 002:372.8

Поляков1 В.П., Романенко2 Ю.А.

гФГБНУ «Институт управления образованием Российской академии образования», Москва, Россия

2ФГКВОУ ВО «Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого» Министерства обороны Российской Федерации, Московская обл., Серпухов, Россия ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ ВОПРОСОВ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЛИЧНОСТИ В ОТЕЧЕСТВЕННОМ ОБРАЗОВАНИИ

В системе российского образования важнейшими задачами объективно становятся удовлетворение потребностей общества в создании надежных научно-педагогических, правовых, методических и организационных механизмов для обеспечения информационной безопасности субъектов образовательного процесса, а также недопущение вреда от опасных информационных воздействий на психическое, нравственное или физическое состояние личности. При этом особую значимость приобретает педагогическое сопровождение изучения вопросов информационной безопасности личности на всех уровнях образования, в том числе и в вузе. Полноценная информационная подготовка выпускников с высоким уровнем информационной культуры в многоуровневой системе профессионального образования возможна только с учётом всех аспектов информационной безопасности личности

Ключевые слова:

ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ЛИЧНОСТИ, ИНФОРМАЦИОННЫЕ И КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЩЕСТВО, ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ

Проблематика информационной безопасности лич- технологий чревато серьезными издержками при ис-ности сегодня является одним из наиболее дина- пользовании ИКТ, поскольку одним из основных мичных секторов информационной индустрии: поль- сдерживающих факторов их дальнейшего широкомас-зователи информационных и коммуникационных тех- штабного внедрения является принципиальная уяз-нологий (ИКТ) и потребители информационных вимость от различного рода угроз информационной услуг, столкнувшись с оборотной стороной тоталь- безопасности [1, 2].

ной компьютеризации, осознают необходимость В системе российского образования важнейшими

обеспечения безопасности информационных ресур- задачами объективно становятся удовлетворение сов и экономическую целесообразность вложения потребностей общества в создании надежных средств в обеспечение надежного функционирования научно-педагогических, правовых, методических и информационных систем. Однако отсутствие надле- организационных механизмов для обеспечения ин-жащих знаний, умений и навыков в области инфор- формационной безопасности субъектов образова-мационной безопасности компьютерных систем и тельного процесса, недопущение вреда от опасных