МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ
Государственное предприятие "Российский государственный концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях"
(Концерн "РОСЭНЕРГОАТОМ")
|
Согласовано Начальник 2 Управления Госатомнадзора России С.А. Адамчик |
|
Утверждаю Первый заместитель Генерального директора – Директор по ядерной безопасности и ядерным технологиям концерна "Росэнергоатом" Б.В. Антонов |
|
Начальник ОНКСО ЯРОО Госатомнадзора России А.В. Просвирин |
|
|
ТИПОВЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
К МЕТОДИКАМ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ЭЛЕМЕНТОВ ЭНЕРГОБЛОКОВ АС
РД-ЭО-0141-98
|
Руководитель департамента по эксплуатации АЭС концерна “Росэнергоатом” Н.М. Сорокин |
|
Руководитель департамента научно-технической поддержки концерна “Росэнергоатом” Н.Н. Давиденко |
|
|
Генеральный директор ГП ВНИИАЭС А.А. Абагян |
|
|
|
Начальник отделения материаловедения и ресурса ГП ВНИИАЭС М.Б. Бакиров |
Утверждены приказом концерна "Росэнергоатом" от 19.08.99 № 213
Разрешены к применению Госатомнадзором России письмом исх. № 2-04/123 от 17 февраля 1999 г.
Настоящая редакция документа разработана коллективом авторов в составе: К.А. Корниенко, С.А. Немытов (концерн “Росэнергоатом”), М.Б. Бакиров, В.И. Бараненко, О.Г. Камышников, Ю.А. Янченко (ГП ВНИИАЭС), В.М. Филатов (ИЦП МАЭ).
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие “Типовые технические требования к методикам оценки технического состояния и остаточного ресурса элементов энергоблоков АС”(далее по тексту Требования) разработаны для обеспечения реализации “Программы разработки первоочередных методик контроля оценки, прогнозирования и управления ресурсными характеристиками элементов энергоблоков АС и АС в целом”, утвержденной Заместителем Генерального директора концерна “Росэнергоатом” 18.12.1997 г., и внедрения в практику методологии контроля, оценки, прогнозирования и управления ресурсными характеристиками (КОПУР) элементов энергоблоков АС в соответствии с “Нормативно-методологическими требованиями к управлению ресурсными характеристиками элементов энергоблока АС” РД ЭО 0039-95.
1.2. Настоящие Требования обязательны к применению специализированными и эксплуатирующими организациями при разработке методик оценки технического состояния и остаточного ресурса элементов энергоблоков АС (за исключением зданий, сооружений и строительных конструкций).
1.3. Основные термины и определения, используемые в Требованиях, соответствуют РД ЭО 0039-95.
1.4. Настоящие требования определяют наименование и содержание основных разделов методик оценки технического состояния и остаточного ресурса элементов энергоблоков АС, используя подходы основанные на:
принципе “безопасной эксплуатации по техническому состоянию”, согласно которому оценка осуществляется по параметрам технического состояния, характеризующих безопасную и надежную эксплуатацию элементов энергоблоков АС в течение установленного или определенного (с помощью методики) остаточного ресурса;
экспертной оценке технического состояния и остаточного ресурса элементов энергоблоков АС.
1.5. Настоящие Требования распространяются на методики оценки технического состояния и остаточного ресурса элементов энергоблоков, включенных в “Специальный перечень элементов энергоблоков АС для проведения КОПУР” и “Цеховые перечни элементов энергоблоков АС для проведения КОПУР”, разработанные в соответствии с “Типовым положением по управлению ресурсными характеристиками элементов энергоблоков АС” РД ЭО 0096-98.
1.6. Требования разработаны с целью установления типового содержания разделов методик оценки технического состояния и остаточного ресурса элементов энергоблоков АС.
2. ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ МЕТОДИК ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ЭЛЕМЕНТОВ ЭНЕРГОБЛОКОВ АС
2.1. Методика оценки технического состояния и остаточного ресурса для элементов энергоблоков, включенных в “Специальный перечень....” и “Цеховой перечень...”, должна содержать следующие разделы:
2.1.1. Общие положения
2.1.2. Оценка технического состояния
2.1.2.1. Анализ технической документации
2.1.2.2. Установление параметров технического состояния элемента энергоблока и описание методов их измерения (определения)
2.1.2.3. Установление критериев оценки технического состояния элемента энергоблока
2.1.2.4. Анализ отказов и повреждений элемента энергоблока
2.1.2.5. Установление механизмов старения элемента энергоблока
2.1.2.6. Установление определяющих параметров технического состояния элемента энергоблока
2.1.2.7. Контроль технического состояния элемента энергоблока
2.1.2.8. Обработка результатов контроля и оценка технического состояния элемента энергоблока
2.1.2.9. Оформление заключения по результатам контроля технического состояния
2.1.3. Оценка остаточного ресурса элемента энергоблока
2.1.3.1. Установление видов, параметров и критериев предельных состояний элемента энергоблока
2.1.3.2. Измерение (определение) параметров предельных состояний элемента энергоблока
2.1.3.3. Выбор модели оценки остаточного ресурса элемента энергоблока
2.1.3.4. Оценка остаточного ресурса элемента энергоблока
2.1.4. Оформление заключения по результатам оценки остаточного ресурса элемента энергоблока
2.2. Допускается, при необходимости, включать или опускать отдельные разделы методики, в зависимости от специфики элементов энергоблоков.
3. ТИПОВЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ РАЗДЕЛОВ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ЭЛЕМЕНТОВ ЭНЕРГОБЛОКОВ АС
3.1. Общие положения
3.1.1. В разделе приводится:
3.1.1.1. Основание для разработки методики.
3.1.1.2. Номенклатура элементов с указанием типа энергоблока, на которые распространяется методика.
3.1.1.3. Указания о последовательности действий по оценке технического состояния и остаточного ресурса элемента энергоблока с использованием расчетного или экспертного подхода.
3.1.1.4. Термины и определения, используемые в методике. Термины и определения должны соответствовать терминам и определениям РД ЭО 0039-95. Вновь вводимые термины и их определения должны быть определены в данном разделе и не должны противоречить РД и системе стандартов “Надежность в технике”.
3.1.1.5. Сведения о разработчиках методики.
3.1.1.6. Другие необходимые сведения.
3.2. Оценка технического состояния
3.2.1. Анализ технической документации
В разделе приводится перечень нормативно-технической, конструкторской (проектной) и эксплуатационной документации, на основе которой:
устанавливается номенклатура параметров, определяющих техническое состояние элемента энергоблока;
выявляются постепенные, деградационные, внезапные и зависимые отказы;
устанавливаются критерии оценки технического состояния;
анализируются отказы и повреждения;
определяются составные части элемента, наиболее подверженные старению в процессе эксплуатации.
3.2.2. Установление параметров технического состояния
3.2.2.1. В разделе приводится номенклатура измеряемых или определяемых параметров технического состояния.
3.2.2.2. При осуществлении косвенной оценки параметров, определяющих техническое состояние элемента энергоблока, методика косвенной оценки должна быть согласована в установленном порядке.
3.2.2.3. Точность оценки косвенных параметров должна быть адекватна точности штатных систем измерения и используемой модели оценки технического состояния элементов энергоблока.
3.2.2.4. Допускается экспертная оценка параметров технического состояния, при условии проведения работ в соответствии с РД ЭО 0096-98.
3.2.3. Анализ отказов и повреждений.
В подразделе указываются результаты анализа отказов и повреждений:
устанавливаются критерии, причины, последствия отказов;
выявляются возможные постепенные, деградационные и зависимые отказы.
3.2.4. Установление механизмов старения элементов энергоблока
В разделе указываются механизмы старения элемента энергоблока, устанавливаются доминирующие механизмы, приводящие элемент энергоблока в неработоспособное состояние.
3.2.5. Установление определяющих параметров технического состояния, описание методов их определение и систем измерения
В разделе устанавливается:
численные значения определяющих параметров (параметров старения), характеризующих механизм накопления необратимых изменений в элементе энергоблока, соответствующих работоспособному или неработоспособному состоянию;
методы и системы их измерения (определения), достоверность получаемых результатов, а в случае косвенной оценки параметров, определяющих техническое состояние, методика их оценки.
3.2.6. Установление критериев оценки технического состояния элемента энергоблока.
3.2.6.1. В разделе устанавливаются численные значения параметров, соответствующие работоспособному и неработоспособному состоянию.
3.2.6.2. В зависимости от конструктивных особенностей элемента энергоблока, условий и режимов его применения в качестве критериев оценки технического состояния принимается один или совокупность следующих:
предел текучести, предел прочности, твердость, трещиностойкость, предел выносливости, предел длительной прочности, предел ползучести, химический состав, характеристики микроструктуры и т.д.;
коэффициенты запасов прочности (по пределам текучести, прочности, длительной прочности, трещиностойкости, устойчивости, по числу циклов или напряжениям при расчетах на циклическую прочность и другие);
значения технологических и(или) диагностических показателей(температуры, давления и др.).
3.2.6.3. Допускается использование критериев оценки технического состояния, полученных экспертно, при условии проведения работ в соответствии с РД ЭО 0096-98.
3.2.7. Контроль технического состояния элемента энергоблока.
В разделе устанавливается процедура контроля (оценки) параметров технического состояния, применяемые методы и системы измерения, указывается их точность и достоверность. При необходимости разрабатывается и реализуется программа контроля состояния металла и сварных соединений элементов энергоблока в соответствии с РД ЭО 0096-98.
3.2.8. Обработка результатов контроля и оценка технического состояния элемента энергоблока
В разделе приводится методика обработки результатов контроля и выполняется оценка технического состояния элемента энергоблока.
Допускается экспертная оценка технического состояния элемента энергоблока при условии осуществления работ в соответствии с РД ЭО 0096-98.
3.2.9. Оформление заключения по результатам контроля технического состояния.
В разделе приводится заключение о техническом состоянии элемента энергоблока и рекомендации по условиям и режимам его дальнейшей эксплуатации.
3.3. Оценка остаточного ресурса элемента энергоблока
3.3.1. Установление видов, параметров и критериев предельных состояний.
В подразделе устанавливаются виды предельных состояний элемента энергоблока, численные значения параметров предельных состояний, определяются критерии достижений предельных состояний элемента энергоблока.
3.3.2. Измерение (определение) параметров предельных состояний элемента энергоблока
В разделе указываются системы измерения (определения) параметров предельных состояний, методы контроля (определения) параметров, точность и адекватность контроля технического состояния и остаточного ресурса во времени.
3.3.3. Выбор модели оценки остаточного ресурса элементов энергоблока
3.3.3.1. Оценка остаточного ресурса элемента энергоблока осуществляется по соответствующей модели, разрабатываемой на основе имеющейся информации по определяющему параметру (параметрам) старения и достижении им предельного значения.
3.3.3.2. В зависимости от имеющейся информации о техническом состоянии, механизмах старения и накоплении необратимых изменений в элементах, отказах и повреждениях рассматриваемого элемента, условий и режимов эксплуатации используется одна из следующих моделей:
статистическая модель для описания достижения параметром(ами) старения предельно-допустимого значения (при наличии, в соответствии с критериями математической статистики, представительной эксплуатационной информации по достижению элементами предельного состояния);
физико-статистическая модель для описания достижения параметром(ами) старения предельно-допустимого значения (при отсутствии представительной эксплуатационной информации по достижению элементами предельного состояния);
физическая (детерминистическая) модель накопления необратимых изменений в конструкционных материалах или составных частях элементов (при отсутствии эксплуатационной информации по достижению элементами предельного состояния).
3.3.3.3. Модель оценки остаточного ресурса должна обеспечивать выполнение следующих условий:
адекватно оценивать изменения параметра(ов) оценки технического и состояния во времени (достижение параметром старения значения, соответствующего предельному, считается достижением элементом энергоблока предельного состояния) ;
оценивать вероятность достижения предельного состояния.
3.3.3.4. Допускается использование упрощенных моделей при оценке остаточного ресурса элемента энергоблока, работающего:
в условиях статического нагружения и коррозионной среды и снижающего несущую способность вследствие утонения стенок, когда основной повреждающий фактор - общая коррозия;
в условиях циклического нагружения при отсутствии коррозионной среды, несущая способность которого снижается вследствие малоцикловой усталости;
при определенных функциональных параметрах, когда имеется объем информации за период эксплуатации, достаточный для экстраполяции этих значений на последующий период эксплуатации, при неизменных условиях и режимах применения.
3.3.3.5. Модель оценки остаточного ресурса обосновывается:
точностью и достоверностью получаемых данных;
методикой сбора и обработки экспериментальных данных;
точностью измерений параметра старения;
требованиями достоверности к значению остаточного ресурса элемента энергоблока;
степенью риска его дальнейшей эксплуатации;
наличием соответствующей системы диагностирования и контроля.
3.3.3.6. В качестве основного показателя при прогнозировании ресурсных характеристик элементов энергоблока определяется гамма-процентный остаточный ресурс, задаваемый двумя численными значениями: наработкой и выраженной в процентах вероятностью того, что в течение этой наработки предельное состояние не будет достигнуто.
3.3.3.7. Вероятность (гамма), для каждого элемента, должна выбираться из условий обеспечения требуемой безопасности эксплуатации энергоблока. Для элементов 1 и 2 класса безопасности она не должна быть менее 95% (значение доверительной вероятности гамма, может уточняться в зависимости от условий обеспечения элементом энергоблока требуемого уровня безопасной эксплуатации энергоблока). Если переход элемента в предельное состояние связан с опасностью для жизни и здоровья людей, со значительными экологическими последствиями, с отсутствием непрерывного контроля за параметрами старения, то продолжительность эксплуатации элемента энергоблока (например, корпуса реактора) следует нормировать заданным значением назначенного остаточного ресурса, опираясь при этом на полученные показатели остаточного ресурса.
3.3.3.8. В некоторых случаях, например, для оценки потребности в ремонтных мощностях, при дискретном контроле параметров старения и т.п., при достаточном обосновании (в том числе на основании данных по элементам-прототипам) может использоваться среднее значение остаточного ресурса.
3.3.3.9. В случае использования нескольких моделей оценки остаточного ресурса элементов энергоблока (или оценки остаточного ресурса по нескольким составным частям), остаточный ресурс его определяется исходя из методики, изложенной в Приложении 1.
3.3.4. Оценка остаточного ресурса.
Приводится оценка остаточного ресурса в соответствии с выбранной моделью, с указанием точности и достоверности полученного результата.
3.4. Оформление заключения по результатам оценки остаточного ресурса элемента энергоблока
3.4.1. В данном разделе даются рекомендации по дальнейшему использованию рассматриваемого элемента. Определяются:
критерии принятия решений по результатам прогнозирования остаточного ресурса;
необходимый перечень документации, оформляемой по результатам оценки и прогнозирования ресурсных характеристик.
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Пояснения к разделам Требований представлены в Приложении 2.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Оценка остаточного ресурса элемента энергоблока при использовании различных моделей оценки остаточного ресурса или оценки остаточного ресурса по нескольким составным частям
Если оценка остаточного ресурса элемента энергоблока проведена по различным моделям или оценка остаточного ресурса осуществляется по его составным частям и в каждом случае получено значение гамма-процентного остаточного ресурса, то применяется следующая процедура.
Средние значения остаточного ресурса составных частей или полученные по различным моделям располагаются в вариационный ряд.
Выделяется группа средних значений остаточного ресурса, удовлетворяющая следующему условию - начиная со второго, значения остаточного ресурса должно входить в интервал, ограниченный значением остаточного ресурса соответствующего разнице между верхним и нижним доверительным интервалом. Значения остаточных ресурсов остальных составных частей не рассматриваются.
Например, если из полученного вариационного ряда T1,Т2,Т3,Т4,..., Т4 > Т2верх..
T1, Т2, Т3, Т4, ... – средние значения остаточного ресурса, соответствующие первому, второму, третьему, четвертому и т.д. значению остаточного ресурса в вариационном ряду;
Т2верх. - верхнее значение доверительного интервала гамма-процентного остаточного ресурса, соответствующего второму значению остаточного ресурса в вариационном ряду;
то в рассматриваемую группу входят 3 значения остаточного ресурса (N = 3) и оценка среднего остаточного ресурса элемента энергоблока, определяемого по значениям остаточного ресурса его составных частей (или воздействию нескольких механизмов старения), определится из выражения:
,
а оценкой дисперсии будет значение равное:
,
где Q(Ti) - дисперсии оценки средних значений остаточного ресурса величин в вариационном ряду.
При непересекающихся интервалах средних значений остаточного ресурса составных частей изложенная процедура трансформируется в метод слабейшего звена.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Пояснение к разделам технических требований
К разделу 3.2.2.
В разделе, на основе анализа проектно-конструкторской, нормативной и эксплуатационной документации устанавливается:
Номенклатура технических параметров, определяющих техническое состояние и элемента энергоблока.
Например, элемент энергоблока, являющийся сложным, дорогостоящим, ремонтопригодным изделием, включенный в “Специальный перечень...”, должен обеспечивать следующие выходные параметры, указанные в Таблице П1, обеспечивающие требуемый уровень безопасной эксплуатации энергоблока:
Таблица П1.
|
Наименование параметра |
Величина |
|
1. Подача, м3/ч, не менее, |
П |
|
2. Температура теплоносителя, °С, не более |
Т |
|
и т.д. |
|
|
Средний ресурс между средними ремонтами, ч |
Тср |
|
Непрерывная работа на всех режимах оговоренных в ТУ, ч |
Т |
|
Наработка на отказ, ч |
Т1 |
|
Средний срок службы до списания, лет |
Х |
|
и т.д. |
|
В данном разделе приводятся параметры, определяющие техническое состояние элемента, т.е. параметры, которые он должен обеспечить при эксплуатации, параметры же связанные с эксплуатацией составных частей(обеспечивающих систем) не рассматриваются, поскольку в соответствии с ТУ и “Руководством по эксплуатации...” они должны обеспечиваться (реальные режимы эксплуатации элемента учитываются при проведении поверочных расчетов). В данном случае существуют параметры, обеспечивающие безопасную и эффективную работу элемента энергоблока, такие как: параметр потока отказов и параметр потока событий, определяющиеся исходя из требования по безопасной и эффективной эксплуатации энергоблока в целом.
На первом этапе допустимое значение параметра потока отказов можно принять исходя из значений, представленных в ТУ.
Параметр потока событий определяется по результатам эксплуатации элемента энергоблока и представляет собой отношение суммарного количества проведенных технических обслуживаний и ремонтов за определенный период времени к величине этого промежутка времени.
К разделу 3.2.3.
В данном разделе осуществляется анализ эксплуатации элементов энергоблока на основе сведений по отказам и повреждениям, возникшим в результате его эксплуатации выявляют постепенные, деградационные и зависимые отказы. Сведения по отказам и повреждениям для конкретных элементов энергоблоков хранятся на станциях в соответствующей базе данных. Сводная база данных по отказам и повреждениям элементов энергоблоков АЭС организована во ВНИИАЭС.
К разделу 3.2.4.
В разделе выявляются составные части элемента энергоблока, наиболее подверженные старению, и механизмы, вызывающие накопление необратимых изменений в них.
Анализ осуществляется при рассмотрении конструктивно-технологической схемы, условий изготовления и монтажа, условий и режимов применения элемента энергоблока. Определяются наиболее критичные по отношению к исчерпанию ресурса элементом энергоблока составные части(системы).
Для условно неремонтируемых (незаменяемых) элементов, например, корпус реактора, кабели (кабельные проходки) и т.д., необходим комплексный анализ условий и режимов применения с проведением соответствующих поверочных расчетов (корпус реактора и т.д.) или определение показателя, характеризующего их техническое состояние и остаточный ресурс (кабельные проходки и т.д.), и выработка мероприятий по его оценке и управлению.
Например, для рассматриваемого в пояснениях элемента доминирующим механизмом, приводящим элемент в неработоспособное состояние, является термосиловое воздействие теплоносителя на его составные части, приводящее их в неработоспособное состояние, требующее соответствующего с “Руководством по эксплуатации...” технического обслуживания и ремонта.
К разделу 3.2.5.
Опираясь на результаты анализа предыдущих разделов определяют номенклатуру и численные значения параметров, определяющих работоспособное и неработоспособное состояние элемента энергоблока.
Например, для рассматриваемого элемента энергоблока параметрами оценки технического состояния и остаточного ресурса являются:
измеряемые в процессе эксплуатации величины в соответствии с Таблице П1;
оцениваемые значения: параметр потока отказов, параметр потока событий.
Системы измерения, используемые при эксплуатации- штатные системы измерения с достоверностью соответствующей проекту.
Работоспособное состояние - параметры и их численные значения, соответствующие требованиям Таблицы П1.
Неработоспособное состояние - значение параметра потока отказов, превышающее 1/Тср. 1/ч.
Кроме того, в силу особенностей элемента, например, в качестве комплексного параметра технического состояния (учитывающего: сложность элемента, его ремонтопригодность, стоимость и т. д.) может быть установлен такой комплексный параметр, учитывающий эффективность эксплуатации, как параметр потока событий, представляющий собой отношение суммарного количества проведенных технических обслуживаний и ремонтов за определенный промежуток времени к величине этого промежутка времени. Численное значение этого параметра, определяющего границу перехода из работоспособного состояния в неработоспособное состояние, определяется из соображений экономической эффективности эксплуатации элемента энергоблока.
К разделу 3.2.6.
В разделе определяются критерии работоспособного и неработоспособного состояния. Например, в случае, приведенном в пояснении к разделу 3.2.2., обеспечение требований указанных в таблице, а также непревышение значений параметра потока отказов и параметра потока событий, определенных в ТУ или из условий безопасной и эффективной эксплуатации энергоблока в целом, обеспечивают работоспособное состояние элемента энергоблока.
К разделу 3.2.7.
Не касаясь оценки технического состояния, например, рассматриваемого элемента энергоблока, по техническим параметрам Таблицы П1 (так называемая режимная диагностика), приведем пример оценки технического состояния элемента энергоблока по параметру потока отказов и параметру потока событий.
Критическое значение параметра потока отказов (граничное значение между работоспособным и неработоспособным состоянием) в этом случае определено ТУ. Превышение его в процессе эксплуатации (за определенный промежуток времени) ведет к снижению уровня безопасной эксплуатации энергоблока, а значит и проведению капитального ремонта или его замене.
Критическое значение параметра потока событий определяется следующим образом.
В процессе эксплуатации элемента энергоблока фиксируются все события, связанные с техническим обслуживанием и ремонтом составных частей элемента энергоблока, вызванные отказами и повреждениями за определенные (заранее выбранные) промежутки времени(например, год) и определяются затраты на проведенные работы.
Затраты на проведение среднего и капитального ремонта элемента энергоблока известны и являются граничным условием оценки эффективной работы. Т.е. при затратах на техническое обслуживание и ремонт составных частей элемента энергоблока, вызванных повреждениями и отказами, превышающих затраты на капитальный ремонт за рассматриваемый промежуток эксплуатации , проводятся соответствующие виды ремонта.
Например, значения параметров потока отказов и потока событий за выбранные промежутки времени представлены соответственно в табл. П2. и П3.
Таблица П2.
Значения параметра потока отказов за выбранные промежутки времени (соответствующие требованиям ТУ).
|
Выбранный промежуток времени, час |
Значение параметра потока отказов, 1/час |
|
0...18000 |
5,6·10-5 |
|
18000-36000 |
5,6·10-5 |
|
36000-54000 |
16,8·10-5 |
Таблица П3.
Значения параметра потока событий за произвольно выбранные промежутки времени
|
Выбранный промежуток времени, час |
Значение параметра потока событий, 1/час |
|
0...10000 |
4·10-4 |
|
10000...20000 |
3·10-4 |
|
20000....30000 |
3·10-4 |
|
30000...40000 |
2·10-4 |
|
40000...50000 |
4·10-4 |
Аппроксимируя значения параметра потоков отказов и событий за выбранный промежуток времени в процессе эксплуатации элемента энергоблока определенными зависимостями или представляя эти значения как Марковский диффузионный процесс (теоретические и практические основы представлены в соответствующей литературе, например, журнал Атомная энергия, т.57, вып.5,1984 г., т.68, вып.4, 1990 г., т.73, вып.3,1992 г. и др.), можно оценить как техническое состояние элемента энергоблока, так и вероятность потери работоспособности в момент контроля его технического состояния, что позволяет не только оценить его техническое состояние, но и прогнозировать время до проведения очередных среднего и капитального ремонта). В приведенном примере время до проведения капитального ремонта, определенное аппроксимацией детерминистическими функциями, составляет М(T) = 51500 час, Д(T) = 3900 час. Представление значений параметра потока событий параметрами Марковского диффузионного процесса дает значение времени до проведения капитального ремонта М(T) = 53333 час, Д(T) = 6680 час.
К разделам 3.3.3., 3.3.4.
Для оценки остаточного ресурса элементов энергоблоков используются статистическая, физико-статистическая и физическая(детерминистическая) модели. Не останавливаясь на первой, теоретические и практические результаты которой изучены досконально, остановимся на двух последних, практическое применение которых еще не достаточно используется (в практике эксплуатации элементов энергоблоков).
Физико-статистическая.
Модель применима тогда, когда для рассматриваемого элемента не достаточно статистических данных по изменению параметра старения во времени, но по результатам эксплуатации элементов аналогов известна функция плотности распределения времени достижения этим параметром предельного значения.
Тогда для рассматриваемого элемента оценка функции плотности распределения времени достижения предельного состояния определится из выражения:
,
где Ye(A) -оценка функции плотности распределения времени достижения параметром старения предельного состояния;
Pt(E/A) -значение параметра старения данного элемента в рассматриваемом интервале времени t;
Y(A) - функция плотности распределения времени достижения параметром старения предельного значения, определенная по элементам-аналогам;
P(E/T) - допустимое значение параметра старения, устанавливаемое в ТУ или определенное в результате проведенных работ по предыдущим разделам.
Например, по данным эксплуатации группы элементов, установленных на энергоблоке, известно количество отказов этой группы в определенные промежутки времени.
По результатам эксплуатации элементов-аналогов установлено, что значение параметра потока отказов подчинено экспоненциальному закону fa(v) = t · e(-vt) и М(v) = 1/t. Тогда, используя выше приведенное выражение, для плотности распределения параметра потока отказов для данной группы элементов энергоблока получим выражение:
,
и гамма-процентное верхнее значение параметра потока отказов для рассматриваемой группы элементов определится из выражения:
,
где v - параметр потока отказов;
Т - наработка группы элементов;
d -число отказов элементов за наработку Т;
Eэ - нормированное значение экспоненциального распределения при вероятности гамма, числе элементов n и числе отказов d.
При известном допустимом значении параметра потока отказов, определяемого из условий безопасности, экономической эффективности и т. д. vдоп, последнее выражение дает искомое значение гамма-процентного остаточного ресурса восстанавливаемой группы элементов энергоблока Т.
Физическая модель
Ниже приведем пример оценки остаточного ресурса элемента с условными изменениями повреждаемости в процессе эксплуатации, представленными в табл.4, при аппроксимации изменения параметров старения во времени детерминированными функциями. Допустимое значение повреждаемости (значение, соответствующее предельному состоянию) равно 1.
Таблица 4.
|
Период наблюдения, час, t |
Условная повреждаемость, Y |
|
10000 |
0,1 |
|
30000 |
0,15 |
|
50000 |
0,35 |
|
100000 |
0,55 |
Аппроксимируя значения повреждаемости во времени функциями вида:
f (Y,t) = fY(t) + eY(t),
где fY(t) - детерминированная функция изменения параметра во времени, выбираемая по минимуму остаточной дисперсии от линии регрессии из числа наиболее встречающих ся в практике (см. журнал Атомная энергия т.68, вып.4, 1990 г., т. 73 вып.3 1992 г. и др.);
eY(t) - дисперсия экспериментальных данных от линии регрессии, получаем,
f(Y,t) = a + bt,
где, а = 0,055, b = 0,45.10-4.
Определяя дисперсию экспериментальных данных от полученной линии регрессии и предполагая, что процесс накопления необратимых изменений в последующие промежутки времени не изменится, можно получить нижнее значение гамма-процентного остаточного ресурса рассматриваемого элемента из выражения:
1 = 0,055 + 0,45.10-4 DY e(t),
где DY – квантиль нормального распределения при доверительной вероятности Y.
СОДЕРЖАНИЕ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2. ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ МЕТОДИК ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ЭЛЕМЕНТОВ ЭНЕРГОБЛОКОВ АС
3. ТИПОВЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СОДЕРЖАНИЮ РАЗДЕЛОВ МЕТОДИК ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ЭЛЕМЕНТОВ ЭНЕРГОБЛОКОВ АС
3.1. Общие положения
3.2. Оценка технического состояния
3.2.1. Анализ технической документации
3.2.2. Установление параметров технического состояния
3.2.3. Анализ отказов и повреждений
3.2.4. Установление механизмов старения элемента энергоблока
3.2.5. Установление определяющих параметров технического состояния, описание методов их определения и систем измерения
3.2.6. Установление критериев оценки технического состояния элемента энергоблока
3.2.7. Контроль технического состояния элемента энергоблока
3.2.8. Обработка результатов контроля и оценка технического состояния элемента энергоблока
3.2.9. Оформление заключения по результатам контроля технического состояния
3.3. Оценка остаточного ресурса элемента энергоблока
3.3.1. Установление видов, параметров и критериев предельных состояний
3.3.2. Измерение (определение) параметров предельных состояний элемента энергоблока
3.3.3. Выбор модели оценки остаточного ресурса элемента энергоблока
3.3.4. Оценка остаточного ресурса
3.4. Оформление заключения по результатам оценки остаточного ресурса элемента энергоблока
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЯ. 1. Оценка остаточного ресурса элемента энергоблока при использовании различных методик или оценка остаточного ресурса элемента энергоблока по нескольким составным частям
2. Пояснения к разделам технических требований