ШШНВФТЕГАЗСТРОЙ
УТВЕРЖДЕНО
Начальник Государственнойинспекции по качеству строительства
£to. - Б.С.Ланге
”dfn Х у/ 1986 г.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по нормированию точности технического диагностирования объектов трубопроводного строительства
|
|
СОГЛАСОВАНО лектор ОПКБ ^^ipoeкт50ф^гaзcпeцмoнтaж,, |
1 шст
Р.М.Шакиров 1986 г.
?ачальник Московской центральной) инспекции по качеству строительства МиннеФтетт&зстроя
10. А. Пименов 1986 г.
II. М, Белкин **<//? 11 1986 г.
Москва 1986
6.
1.9. Количественные критерии точности диагностирования устанавливаются в соответствии с характером поставленных задач.
2. ХАРАКТЕРИСШКА ОБЪЕКТОВ ДШБООТРОВАНИЯ
2.1. Основными ОД в трубопроводном строительстве являются: трубопроводные конструкции, их участки и конструктивные
элементы;
технологические процессы сооружения линейной части магистральных трубопроводов и их составляющие;
строительная техника для производства работ; контрольно-измерительная техника и оборудование.
2.2. Основной прием диагностирования трубопроводных конструкций заключается в проверке их исправности и поиске дефектов в конструктивных элементах.
Диагностика качества ОД предусматривает разработку методов решения следующих задач:
определение основных элементов диагностируемой системы: формируемый объект - условия строительства - качество объекта, -и установление связи между ними;
выделение возможных состояний конструкции по реализуемый критериям качества;
изучение условий обеспечения нормативного уровня качества строительства ОД;
анализ технических возможностей производственного контроля параметров и признаков, характеризующих состояние ОД;
сбор и обработка статистических данных, позволяющих устанавливать распределения вероятностей возможных состояний ОД, а также закономерностей возникновения брака.
Угол наклона шпули ;
Нормальное усилие прикатил рабочего органа трубочистной машины;
Тормозное усилие на шпулях ;
Линейная скорость разматывания рулона
Изоляционное Прилипаемость покрытия; покрытие Сплошность покрытия;
Сила тока в цепи "труба-земля” ; Разность потенциалов "труба-земля"
Степень очистки поверхности труб;
Усилие отрыва пленки от рулона;
Наклон шпули;
Прижатие рабочего органа
Результаты визуального контроля качества изоляционного покрытия
Показания средств измерений величин: линейных и угловых ; скорости ; сил и давлений
Гидро(пневмо)
испытания
трубопровода
Скорость перемещения очистного поршня при промывке;
Скорость подъема давления испытательной среды;
Величина испытательного давления ;
Скорость движения поршня -разделителя при удалении воды
Изменение расхода заполняемой среды; Изменение показания манометра; Наличие гидро (пневмо) напора перед технологическим поршнем
Усилие отрыва; Испытательное напряжение при искровой дефектоскопии; Показания электроизмерительных приборов
Показания измерителей:
скорости перемещения технологического поршня; давления среды
Трубопровод Напряжения в стенке трубопровода ;
Вид, размеры и ориентация дефектов стенки трубопровода
Изменение начальных геометрических параметров и деформации ; Изменение установившейся величины испытательного давления
Размеры деформаций и отклонений геометрии Размер отклонения величины испытательного давления от нормативного ;
Величина утечки испытательной среды
16.
Разработка
ПОДВОДНОЙ
траншеи
(подводные
земляные
работы)
Удаление грунторазрабатывающего судна от берега;
Угол между продольной осью судна и створом;
Глубина опускания рабочего органа земснаряда;
Глубина воды в месте грунтозабора и отвала
Смещение фиксированной точки оси судна относительно створа; Боковой крен судна ;
Подвижка судна по становому тросу; Нагрузка на механические грунтозаборные устройства
Расход пульпы. Показания измерителей: перемещений (линейных и угловых), скорости, сил
Ширина траншеи по низу;
Глубина воды в строре перехода;
Геометрические параметры продольного и поперечного профилей траншеи
Результаты водолазного обследования состояния траншеи
Показания геодезических и гидроакустических приборов и комплексов контроля
Усилия на рабочие органы трубоукладчиков и технологического оборудования (лебедки, полистпасы, блоки и т.п.)
Перемещения участков и конструктивных элементов трубопровода
Положения трубоукладчиков и вспомогательного технологического обо
рудования ; Деформация трубо
провода в процессе укладки
Результаты аналоговых измерений в фиксированных точках и зонах укладочной техники и укладываемого трубопровода
Линейная Параметры проектного положения (глу-
часть магист- бина заложения до верхней образующей,
р-ли того ‘гпу~ ращ-=усн кривизны и углы поворота в
Результаты визуального контроля: положения (касание стенки трап—
Результат»: линейноугловых измерений X оптико-механическим
и оптико-г.-лектроккш
ктро/имической защиты и др. чие гофр, изломов, Результаты дефекто-
вмятин и т.п.) скогаи и дефекто-
метрии трубопровода
IB.
4. ПОКАЗАТЕЛИ ИНФОРМАТИВНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОГО
дагностировАНия трубопроводоого строительства
4.1. Количественной характеристикой неопределенности информации как некоторой совокупности значений случайных величин, получаемой в процессе определения технического состояния ОД, может служить энтропия, представляющая собой меру недостающей информации об истинных значениях его параметров. Под количеством информации понимается некоторая функция числа и вероятностей возможных оценок истинного значения контролируемого параметра до и после получения информации.
Количество информации У , получаемой в процессе ТД, зависит от выбора доверительного интервала £& для оценки состояния ОД и определяется выражением
где fp и - соответственно апостериорная и априорная
вероятности того, что интервал £и> включит истинаве значение контролируемого параметра
Количество полученной при ТД информации определяется выбором доверительного интервала. При этом наиболее объективным критерием информативности статистических оценок, получаемых в процессе производственного контроля, является отношение количества полученной информации J к энтропии Н, т.е.
г/ ; «>
19.
Чем ближе этот критерий к единице, тем более предпочтителен выбор соответствующей оценки (т.е. ближе ее значение истинному значению и? 0 контролируемого параметра и) .
Условие оптимальности значений показателей, отвечающих максимуму их информативности, может быть записано в виде энтропийного критерия:
Opt У —* ток (j (У,#)
В таблице 2 приведен перечень основных показателей информативности технического диагностирования, используемых при решении его конкретных задач.
|
Таблица |
|
-г
Обозна
чение |
г
НАИМЕНОВАНИЕ |
Задачи ТД |
|
Ситу
аци
онный
конт
роль |
Ретроспектив- j ный анализ \ |
рогнози-оэание по езультатам |
|
/ |
Z |
3 |
|
|
|
Точностные показатели
Точность измерения физических величин
величина модуля относительной погрешности измерения.
Точность измерительного коитро- х ля рабочих параметров
/4l- величина модуля
относительной погрешности контроля.
Характеризуется точностью составляющих его измерений (зави-сщей от состояния применяемого средства измерения и методики выполнения измерений) и способом получения необходимого объема измерительной информации (расположения контрольных точек» их числа и т.д.).
3. 1’ Точность опенки технического х х х
Т ^
где - величина модуля
относительной погрешности оценки технического сос-
21.
яроЭсшсеше
7-1- !-гт- !-J-
* 1_£_1 5 1_* 1 *
тояния ОД (п.1.8 настоящих Указаний)
Показатели достоверности
4. Д (=&П\ Вероятность появления необна-
; - ' рушенных дефектов данного вида
5. «С-, /> Вероятность появления ложных
а дефектов данного вида
6. P(Ri0) Вероятность ложно-отрицатель
ного диагноза ОД (Вероятность ложно-отрицательной интерире-тации результатов контроля. Риск заказчика)
■.т.4
Вероятность ложно-положительного диагноза ОД. (Вероятность ложно-положительной интерпри-тации результатов контроля. Риск поставщика) р
TcCi
PIU-
;енка истинности прогноза. Вероятность безотказной работы ОД в течение прогнозируемого периода й t при уровне технического состояния на начальный момент эксплуатации LL .
верительная вероятность прогнозной оценки. Вероятность соответствия технического состояния Ц ОД нормативному уровню у» в течение прогнозируемого периода .
Мера адекватности соответствия Р и теснота причинно-следственной связи :
вид дефекта ~Di , l = —
причина (влияющий фактор)
j-iOnj;
|
10. Р/ |
Pi = P ( x / “v ) |
X |
|
П. |
4» = 2" < 4 ; ^ ) |
X |
|
18. PL, |
размер дефекта lii |
|
|
|
влияющий фактор |
X |
|
|
pl, - p (iu Д4 ) |
X |
|
13. ^ |
^ = 2 (B< , ) ориентация дефекта X >, |
|
|
|
влияющий фактор |
X |
|
14. Pj |
Pj = р ( (Х,,Х~ , ■ ; %к ) ! Us ) |
X |
|
ГГч
xO. c- |
с * = г' ( .*) дислокация дефекта w6 _ причина |
|
|
16. ?s |
pf = Р ( ^ ) |
X |
|
17,. ^ |
% = ^ ( '.S'* , Of ) |
X |
|
18. |
теснота аашшосьяск
дефект (Xi - причина |
X |
|
|
«А = К Й ■ У |
|
|
IS. F* |
вероятность соотнесения множества причин установ- |
X |
|
|
ленному ззиду технического
состояния р
р“ = р I Ц, “ f f.h Й 'J |
|
23. |
|
|
|
|
/ |
1.......... л ..............г ■' 1 .....г К.......7.............!т ‘ ^-, \ _
1 < \ 3 \ * { & |
|
20. Рш |
2’ера опасности дефекта. х Вероятность отказа (J , обусловленного дефектом dL
-PMJo/i), i* fa} |
|
21. Пн1
Ц',т] |
Показатели гыявляемости
Соличестю дефектов данного х х х гада, не обнаруженных при контроле ОД. |
|
22. Л •
у-й |
количество ложных дефектов х х х данного вида по результатам контроля ОД. |
|
23. ,1н |
Суммарное количество необна- х х рушенных дефектов |
|
24. Л, |
Суммарное количество ложных х х дефектов
nA=tn„-
Г‘
Метрологические характеристики срежш диагностирования (СЮ |
|
25. У од |
Погрешность СД х х х |
|
26. Ч |
Чувствительность х х |
|
|
37. <5 Разрешающая способность ОД х |
|
18‘ ^АО |
Интенсивность скрытого отказа х СД, приводящего к установлению ложно-отрицательного диагноза ОД (необнаруженшо дефекта) |
X |
|
9. 'С
АП |
Интенсивность скрытого отказа х СД, приводящего к установлению ложно-положительного диагноза ОД (констатация ложного дефекта ) |
X |
|
|
Прочие показатели |
30. Время прогнозируемого периода
31. \</ Совокупность регламентированных х
нагрузок и воздействий на прогнозируемый период.
х) обмечены показатели, используемые при решении соответствующих задач ТД
7.
2.2.1. Диагностирование качества строительных конструкций (рисЛ) предусматривает определение технического состояния:
конструктивных элементов; участков трубопровода;
линейной части магистрального трубопровода в целом.х
Диагноз исследуемого объекта осуществляется посредством единичных показателей (оценка состояния конструктивных элементов) или интегральных признаков состояния (например, при испытаниях трубопровода признак состояния - отклонение давления в трубопроводе от первоначально установленного уровня - является интегральной характеристикой его прочности и герметичности).
2.2.2. Объектами технологического (рис.2) диагностирования могут быть технологические операции ;
технологические процессы по видам работ; технологические процессы строительства трубопровода
в целом.
По результатам диагностирования осуществляется: оценка устойчивости (стабильности) технологического процесса;
оценка его точности;
определение соответствия точности характеристик оборудования нормам точности, установленным в нормативно-технической документации ;
выявление факторов, приводящих к нарушению точности технологического процесса;
установление значимости влияния различных причин на точность технологического процесса;
х). Состав линейной части магистрального трубопровода по СНиП 2.05.06-85
25
5. ЛКГГШЙ ШВШЮМИК ТОЧНОСТИ ТЕЯШШГШГО
дгдаюотирошшг
5.1. критерии точности ТД должны удовлетворять следующим
общим требованьям:
достаточная чувствительность по отношению к показателям то-ноети, отвечающим данному критерию;
необходимая конструктивность, позволяющая наиболее просто определять численное значение критерия ;
достаточная универсальность с точки зрения возможности сравнения эффективности диагностирования конструктивного элемента или технологической операции.
Формализуя требования к критерию точности, его можно представать В випе Луичтуипнялтя ;
- вегстор, характеризующий точностные
показатели диагностирования;
wjl у) - вектор, характеризующий показатели ТД, определяющие его эффективность.
5.2. Процесс диагностирования, имекщии в своей основе определеннее научно-методические принципы, организационную структуру и техническую базу, должен отвечать необходимым Ш1фюрттивнш и экономическим требованиям. Исходя из этих требований определяются критерии нормирования точности .диагностирования объектов трубопроводного с’фоительства (рис. 3), т.е. в общем случае:
Кт[ск.;*1;пр],ф(%э; (4)
В табл.З представлены критерии нормирования точности диагнос-
тироьашш для решения его кошфетных з:дддч
Рис. / Структур на9 схена диагностирования xavecrSa
о5>е*moo трубопроёод кого строительства
Рис. Z Структурная схема технологического диагностирования mpySonpoSodнаго строительства.
ю.
обоснование границ регулирования параметров технологического процесса.
Интегральная оценка состояния технологического процесса осуществляется посредством оценок состояний его элементов с учетом их взаимосвязи и проводится по параметрам, оказывающим решающее влияние на функциональные показатели конструкции в целом и определяющим нормальный ход технологического процесса.
2.3. Выбор ОД производится на основе инженерно-технических и экономических критериев:
параметры потока отказов по рассматриваемым объектам; необходимый уровень надежности ОД - определяет максимально возможные ошибки контроля I и 2 рода;
характер причинно-следственной связи между конструктивны® и технологическими дефектами ;
данные ретроспективного анализа динамики накопления неисправностей (предельных состояний) - определяют наиболее опасные участки;
исходные технические характеристики участка (отношение максимального рабочего давления Р к наименьшему пределу текучести 6"Т материала труб и отношения внешнего диаметра труб ^ к номинальной толщине стенок) ;
эксплуатационные характеристики участка - степень агрессивности перекачиваемого продукта (наличие Hgtf и т.п.), коррозионная активность грунтов и другие возможные нагрузки и воздействия;
плотность населения - определяет степень опасности для населения в случае утечки или аварии на рассматриваемом участке ;
величина ущерба (экономического и экологического) в случае аварии и стоимость ликвидации последствий ;
II.
готовность объекта к обследованию - наличие контрольноизмерительной техники и технологии;
сбалансированное финансирование - распределение средств по объектам контроля.
2.4. Значимость вышеуказанных критериев выбора оценивается индивидуально для конкретных ОД.
3. КЛАССИФИКАЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОД
3.1. Выбор совокупности определяемых характеристик состояния производится в соответствии с критериями:
полноты (достаточности) информации Ук для решения конкретной диагностической задачи;
точности и достоверности оценки технического состояния ОД по известным значениям контролируемых характеристик (единичная и комплексная Eg оценки технического состояния).
Основные требования к определяющей совокупности распознающих характеристик диагностируемого объекта:
полнота описания всех классов технического состояния; техническая возможность измерения и контроля; минимальный состав - совокупность характеристик не должна быть избыточной, т.е. включать функционально зависимые параметры, оценку которых можно производить по другим параметрам; исключаются также статистически зависимые характеристики, для чего необходим анализ корреляционных связей меяду ними.
3.2. Объективная количественная оценка ОД реализуется посредством установления определенного набора параметров и признаков состояния ОД.
3.2.1. Параметр - это непосредственная характеристика конкретного свойства ОД или его составной части. Выбор контроля-
руемых параметров определяется , с одной стороны, возможностями контрольно-измерительной техники, с другой - экономичностью системы контроля, предполагающей ограничение количества контролируемых параметров, и производится с учетом:
чувствительности параметров jSn‘L к состояниям элементов систем;
степени влияния параметра на эксплуатационные показатели ОД или его элементов.
3.2.2. Признак состояния - это косвенная характеристика конкретного свойства ОД, связанная с одним или несколькими его параметрами детерминированной или стохастической зависимостью. Косвенные характеристики являются первичными элементами-признаками, содержащими количественную меру измеряемой физической величины и, в конечном счете, - контролируемого параметра, т.е.:
Выбор информативных признаков осуществляется с учетом: степени разделимости при распрознавании отдельных дефектов и соотношения по видам технического состояния;
их чувствительности к изменению значений контролируемых параметров конструктивных элементов трубопровода или технологических операций и процессов строительства.
3.3. Номенклатура параметров и признаков состояния для конкретного ОД принимается в соответствии с характером поставленной задачи, а также видом и особенностями ОД.
Процедура выбора совокупности контролируемых параметров и признаков состояния предусматривает:
I). определение множества прямых показателей, характеризующих состояние где
13.
j/- мощность множества ;
3). выбор подмножества £п оцениваемых прямых показателей ; подмножества £п формируется с учетом технических возможностей и экономической целесообразности. При этом
4 = №»к}, *' к-'»/ т ^
3) . определение совокупности В не подлежащих оценке параметров _
в < -S„
4) . выбор множества признаков состояния ОД
Мощность множества £>к (число п) выбирается так, чтобы полностью компенсировать подмножество В не подлежащих оценке параметров.
В таблице I приведен перечень параметров и признаков, контролируемых в процессе определения технического состояния ОД в трубопроводном строительстве.
3.4. Поскольку существует причинно-следственная связь между параметрами технологического процесса и качеством конструкции, параметры технологического процесса могут являться диагностическими признаками при определении технического состояния строительной конструкции.
В свою очередь фактические значения параметров конструктивного элемента, определяемые в процессе операционного контроля, являются диагностическими признаками состояния технологического процесса (операции). В этом случае контролируемыми параметрами являются те, которые определяют качественное изменение объекта, осуществленное при данном процессе.
|
Таблица 1 |
|
Объект диагностирования |
”1-
! |
Контролируемые параметры |
! |
Признаки |
состояния |
|
Технологический! Формируемая процесс j конструкция |
!
!
! |
!
!
! |
Качественные
чш |
! Количественные
! s(t) |
|
I | 2 |
!
! |
3 |
!
! |
4 |
\ |
|
Разработка
траншеи
(Земляные
работы)
Параметры положения рабочих органов;
Кинематические параметры движения экскаватора
Положение экскава- Показания измерителей тора относительно положения экскаватора оси траншеи ; и его рабочих органов ;
Объем вынутого грунта
Отклонение оси траншеи от прямой на длине 100 £ ;
Глубина траншеи;
Ширина траншеи по низу на прямолинейных и криволинейных участках
Параметры сборки стыка под сварку (зазор, превышение кромок и др.) ;
Параметры режима сварки (сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость сварки и др.)
Результаты визу- Показания средств ального контроля геодезического конт-качества траншеи роля геометрических параметров траншеи
Положение рабочих органов центратора;
Изменения показаний контрольноизмерительных приборов
Показания средств измерений: линейноугловых, кинематических и электрических величин
Ширина и высота шва;
Смещение кромок после сварки;
Размеры наружных дефектов шва (подрезы, наплывы, каверны, свищи и др.) ;
Размеры внутренних дефектов шва (непровары, поры, неметаллические включения, трещины и др.)
Результаты визуального контроля качества сварного шва
Результаты дефекто-метрии и дефектоскопии сварного шва
