СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ДЫМОВЫХ И ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ТРУБ

1. Способ определения остаточного ресурса дымовых и вентиляционных промышленных труб, включающий определение при экспертизе промышленной безопасности параметров трубы, местности ее расположения с учетом величин, определяющих техническое состояние трубы и определении с их использованием числа лет ее остаточного ресурса, отличающийся тем, что при определении остаточного ресурса трубы дополнительно с экспертизой трубы, для которой вычисляют остаточный ресурс, проводят экспертизы не менее чем 2-х труб с различными сроками эксплуатации, сходных по типу, габаритам и условиям эксплуатации с трубой, для которой вычисляют остаточный ресурс, определяют при экспертизах на основе анализа расчетных методик, соответствующих предельным состояниям первой и второй группам и конструктивным ограничениям по их критериям, неизменяемые и изменяемые параметры труб и местности ее расположения, аппроксимацией результатов экспертизы трубы, для которой определяют остаточный ресурс и экспертиз для труб, сходных по типу, габаритам и условиям эксплуатации с трубой, для которой определяют остаточный ресурс, определяют вид функциональной зависимости для прогнозирования изменяемых параметров, с их использованием определяют значения характеристической функции и предельного значения характеристической функции, определяющих техническое состояние трубы, по критерию сравнения их значений получают аналитическое выражение для определения остаточного ресурса, при этом при экспертизе в качестве неизменяемых при эксплуатации параметров трубы и местности ее расположения устанавливают габаритные размеры, характеристики типа местности расположения трубы, замеряют теплофизические и механические характеристики материалов слоев стенки ствола, вычисляют внутренние силовые факторы в элементах конструкции трубы, а в качестве изменяемых при эксплуатации параметров замеряют для металлических труб толщину оболочек ствола с учетом коррозии, для железобетонных - толщину несущего ствола с учетом коррозии бетона, температуру нагрева бетона с учетом разрушения футеровки и теплозащитного слоя, диаметр арматуры с учетом коррозии и размеры поперечных щелей в бетоне, а для кирпичных труб - толщины слоев ствола с учетом разрушения кирпичной кладки ствола и футеровки и размеры вертикальных трещин, которые используют для установления остаточного ресурса трубы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что остаточный ресурс определяют в соответствии с первой и второй группами предельных состояний и конструктивных ограничений при воздействии на ствол нагрузок от веса конструкции и ветрового давления с учетом дополнительных изгибающих моментов от веса при конструктивном крене и прогибах ствола от ветрового давления и осадке фундамента, нагрева ствола отводимыми газами, воздействий солнечной радиации, сейсмических и других согласно проектной документации неблагоприятных воздействий окружающей среды и технологического процесса - температура, влажность и агрессивность дымовых газов.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве критерии, выполнение которых обеспечивает остаточный ресурс, по предельному состоянию первой группы принимают обеспечение прочности, местной устойчивости конструкций, обеспечение прочности на усталость и хрупкое разрушение при действии комплекса нагрузок.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве критериев, выполнение которых обеспечивает остаточный ресурс, по предельному состоянию второй группы принимают отсутствие недопустимых прогибов ствола трубы, а для железобетонных труб - отсутствие недопустимого раскрытия трещин при воздействии комплекса нагрузок.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве критериев, выполнение которых обеспечивает остаточный ресурс, принимают ограничения по геометрическим, прочностным и жесткостным параметрам трубы и по воздействию среды и технологического процесса, нарушение которых обусловлено дефектами строительства и повреждениями при эксплуатации, приводящими к увеличению напряжений и деформаций, учитываемых в расчетах по первому предельному состоянию; или непроектными технологическими воздействиями, приводящими к изменению условий эксплуатации, они относятся к повреждениям категории «А» и устраняются противоаварийными мероприятиями, а остаточный ресурс определяют при условиях эксплуатации аналогичных проектным.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что для соответствующего предельного состояния устанавливают характеристические функции ψ и их предельные значения θ, определяющие техническое состояние трубы, для первого предельного состояния в качестве θ принимаются предельные расчетные характеристики материалов или конструкции, например, для металлической трубы - расчетное сопротивление стали по пределу текучести или критическое напряжение местной потери устойчивости, а фактические значения функций ψ, характеризующие напряженное состояние конструкции, определяют для соответствующего критерия расчетом на прочность, местную устойчивость, усталостное или хрупкое разрушение, для второго предельного состояния в качестве θ принимают предельно допустимые отклонения ствола от вертикали, для железобетонных труб - предельно допустимую ширину раскрытия трещин в бетоне.
k
m
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что остаточный ресурс определяют по условию сравнения прогнозируемых предельных и фактических значений характеристических функций  - прогнозируемые предельные и фактические значения характеристических функций для j-го критерия предельного состояния в i-м сечении ствола; с и х - неизменяемые и изменяемые аргументы характеристических функций.
ji
vji
ji
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве остаточного ресурса трубы принимают минимальное значение из значений Res, определяемых по критериям предельных состояний в расчетных сечениях из η(Res)=1,0.
v
v
РR
v
v
РR
РR
РR
ef
m
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что аппроксимирующее выражение для параметра трубы φ определяют по выражению φ=φ+Δφ, где Δφ - аппроксимирующая функция; φ - значение аппроксимируемого параметра при проектных значениях x, при их отсутствии вместо x принимают эффективные значения х, определяемые статистической обработкой фактических значений х, полученных при предыдущей экспертизе.
ЭПБ
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что для аппроксимирующей функции используют функциональные зависимости  где  - безразмерный остаточный ресурс; t(годы) - число лет от даты ввода трубы в эксплуатацию до последней экспертизы; Res (годы) - остаточный ресурс, отсчитываемый от последней экспертизы; α и b определяют аппроксимацией приращений  p=1,2…R;  - значения параметра при эффективных значениях  изменяемых параметров, определенных для R экспертиз.
v
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что установление вида функциональной зависимости для Δφ осуществляют на основе результатов не менее 3-х экспертиз, проведенных в разные периоды эксплуатации трубы или ее аналогов и при наличии проектных параметров, а при отсутствии проектных параметров - не менее четырех экспертиз.
ef
РR
ЭПБ
ЭПБ
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что остаточный ресурс трубы определяют при линейной аппроксимации параметров по зависимости  где ϑ скорость изменения аппроксимируемого параметра, для которой принимают нормативную (при ее наличии), или определяют по проектным и фактическим параметрам, установленным при экспертизе ϑ=(φ-φ)/t или по смежным экспертизам -  при их отсутствии используется ϑ для трубы, сходной с первой по конструкции, габаритам, условиям эксплуатации; t(годы)-число лет от пуска до экспертизы, или между смежными экспертизами.
1
efm
vm
vm
2
ef
ef
ef
ef
efm
v
v
v
v
v
v
3
efm
v
v
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что функциональные зависимости для определения величины остаточного получают с использованием трех моделей аппроксимации, по первой модели (mod) аппроксимацией эффективных значений хизменяемых параметров получают зависимости х=x(t) для их прогнозирования и далее - выражение  для определения остаточного ресурса; по второй (mod) аппроксимацией эффективных значений характеристической функции θ(x) и ψ(x) при эффективных значениях х изменяемых параметров получают зависимости θ=θ(t) и ψ=ψ(t) для их прогнозирования и далее - выражение η(t)=θ(t)/ψ(t) для определения остаточного ресурса; по третьей модели (mod) аппроксимацией эффективных значений отношения  предельных и фактических значений характеристической функции при х, получают зависимость η(t)=η(t) для определения остаточного ресурса.
2
v
3
v
14. Способ по пп.1, 10 и 14, отличающийся тем, что при прогнозировании зависимостью по трем моделям (для mod при θ=соnst, а для mod для трубы, у которой ψ зависит от одного изменяемого параметра остаточный ресурса определяют по выражению
где
d
d
-предельное значение параметра (η=1,0, θ и x);
и
2
v
3
v
15. Способ по пп.1, 12 и 13, отличающийся тем, что при прогнозировании зависимостью по трем моделям (для mod при θ=соnst, а для mod для трубы, у которой ψ зависит от одного изменяемого параметра остаточный ресурса определяют по выражению
2
v
v
16. Способ по п.п.1, 10, 12 и 13, отличающийся тем, что при прогнозировании зависимостью по mod при изменяемых в процессе эксплуатации трубы θ и ψ остаточный ресурс определяют численным методом, а при прогнозировании линейной зависимостью по выражению
где
и  - предельные и фактические значения характеристической функции, определенные при эффективных значениях изменяемых параметров, соответствующих предыдущей (р) и последующей (р+1) экспертизам, если проведено более одной экспертизы;
и  - предельные и фактические значения характеристической функции, определенные при проектных (р) и эффективных (р+1) значениях изменяемых параметров, соответствующих экспертизе, если проведена одна экспертиза.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что эффективные значения аппроксимируемых параметров определяют по выражению
где  - минимальная статистическая толщина;
i
- среднее арифметическое значение замеров φ при экспертизе;
n - объем выборки;  - среднее квадратичное отклонение от среднего;  - коэффициент, учитывающий объем выборки, если n≥20.