iPotrubí.cz

iPříručka:

Provoz a údržba potrubí s využitím analýzy rizik

iPříručka je ve formátu   .pdf

Obsah:

1. Řízení rizik technického díla.. 10

1.1. Základní systém pro řízení a vypořádání rizika. 10

1.1.1. Všeobecně. 10

1.1.2. Nebezpečí 10

1.1.3. Ohrožení 11

1.1.4. Riziko. 11

1.1.5. Řízení rizika. 11

1.1.6. Vypořádání rizika. 11

1.1.7. Ochrana do hloubky. 11

1.2. Rizika ve fázi návrhu technického díla (risk based design) 12

1.2.1. Bezpečné technické řešení technického díla. 12

1.2.2. Analýza rizik technického díla ve fázi návrhu. 12

1.2.2.1. Základní typ analýzy rizik. 12

1.2.2.2. Studie nebezpečí a provozuschopnosti (HAZOP). 13

1.2.2.3. FMECA (Failure modes, effects, and criticality analysis) 14

1.2.3. Inherentní bezpečnost 17

1.2.4. Pasivní bezpečnost 17

1.2.5. Aktivní bezpečnost 17

1.2.6. Inženýrství odolnosti 17

1.3. Technická inspekce v provozu na bázi analýzy rizik (risk based inspection) 18

1.3.1. Základní pojmy. 18

1.3.2. Analýza rizik provozu potrubí 19

1.3.3. Minimalizace rizik provozovatelem zařízení 20

1.3.4. Meze potenciálních důsledků pohromy. 21

1.3.4.1. Všeobecné zásady. 21

1.3.4.2. Podle legislativy. 22

1.3.4.3. Podle norem.. 22

1.3.5. Výhody a nevýhody metody RBI 23

2. Řízení rizik ve fázi návrhu a výroby potrubí. 24

2.1. Typy základních ohrožení u potrubí 24

2.1.1. Výbuch v souvislosti s požárem. 24

2.1.2. Únik tekutiny. 24

2.1.3. Následná odvození 24

2.2. Možnosti vypořádání některých nebezpečí závislých na vlastnostech konstrukce, materiálu a hydraulických jevech ve fázi návrhu potrubí 24

2.2.1. Volba vhodných materiálů. 24

2.2.1.1. Volba vhodných materiálů z důvodů vyhovující pevnosti potrubí 24

2.2.1.2. Volba vhodných materiálů z důvodů odstranění křehkého lomu. 25

2.2.1.3. Volba vhodných materiálů z důvodů chemické odolnosti 27

2.2.2. Volba vhodné konstrukce pro vyřešení nebezpečí vyplývajících z mezních stavů použitelnosti. 28

2.2.3. Volba vhodné konstrukce využíváním systémů aktivní bezpečnosti 28

2.2.3.1. Pojišťovací ventil a průtržná membrána. 28

2.2.3.2. Jiné systémy aktivní bezpečnosti na mechanickém základu. 28

2.2.3.3. Elektronické systémy. 28

2.2.3.4. Zdvojené (duplikované) potrubí 29

2.2.4. Příklad vhodné konstrukce pro vypořádání rizika inherentní bezpečností. 29

2.2.5. Volba vhodné konstrukce pro vypořádání nebezpečí závislých na hydraulických jevech. 29

2.2.5.1. Pulzace tekutiny. 29

2.2.5.2. Rázy a impakty. 29

2.2.6. Volba vhodné konstrukce dodržením norem a správné inženýrské praxe. 30

2.3. Řízení nebezpečí závislých na vlastnostech materiálu potrubí ve fázi návrhu. 30

2.3.1. Stanovená životnost 30

2.3.2. Porušení pevnosti potrubí při korozi/erozi 31

2.3.3. Porušení únavové únosnosti 31

2.3.3.1. Zjišťování únavové únosnosti – všeobecná část. 31

2.3.3.2. Zjišťování únavové únosnosti – nízkocyklová únava. 32

2.3.3.3. Zjišťování únavové únosnosti – vysokocyklová únava. 33

2.3.4. Překročení dovolené creepové deformace. 34

2.3.5. Porušení těsnosti přírubového spoje. 34

2.3.6. Porušení potrubí v zemi od zatížení nadložím, dopravou a vodorovnými tlaky zeminy. 35

2.3.7. Porušení potrubí v zemi od pohybu podloží 36

2.3.8. Porušení funkce plastových potrubí 37

2.3.8.1. Principy návrhu a výpočtu plastových potrubí 37

2.3.8.2. Seznam nebezpečí, které je třeba odstranit při návrhu plastových potrubí 38

2.3.9. Porušení potrubí vibracemi 39

2.3.10. Porušení potrubí zemětřesením.. 40

2.4. Řízení rizik ve fázi návrhu tlakové sestavy závislých na chemických vlastnostech a množství média. 40

2.4.1. Ohrožení výbuchem a únikem tekutiny s využitím PEDu. 40

2.4.1.1. Všeobecné poznámky o PEDu. 40

2.4.1.2. Kategorizace potrubí podle PED.. 41

2.4.1.3. Určení skupiny tekutiny. 42

2.4.1.4. Určení stavu tekutiny. 43

2.4.1.5. Definice nestabilního plynu. 43

2.4.1.6. Řízení rizik závislých na chemických vlastnostech a množství média. 43

2.4.2. Ohrožení výbuchem podle ATEXu. 44

2.4.2.1. O ATEXu. 44

2.4.2.2. Princip řízení rizik podle ATEXu. 44

2.4.2.3. Výbušná atmosféra uvnitř potrubí 46

2.4.2.4. Výbušná atmosféra vně potrubí okolo přírubového spoje. 46

2.4.2.5. Iniciační zdroj výbuchu na potrubí - Povrch potrubí je teplejší než teplota vznícení výbušné atmosféry. 46

2.4.2.6. Iniciační zdroj výbuchu na potrubí - Elektrostatický náboj na povrchu potrubí. 46

2.4.2.7. Elektricky vodivé pospojení a zemnění potrubí 47

2.5. Řízení nebezpečí ve fázi výroby a kontroly potrubí 47

2.6. Řízení rizik snižováním potenciálních následků pohromy v návrhu. 48

3. Řízení rizik pro potrubí v provozu za zásadního přispění technické inspekce.. 49

3.1. Typy základních ohrožení při provozu potrubí 49

3.2. Velikost ohrožení závislá na druhu, množství a chemických vlastnostech dopravované tekutiny v provozu. 49

3.2.1. Ohrožení závislá na chemických vlastnostech a množství média v provozu – využití PEDu pro provoz. 49

3.2.2. Ohrožení výbuchem podle ATEX. 50

3.2.2.1. O ATEXu. 50

3.2.2.2. Zásady prevence rizik. 50

3.2.2.3. Opatření k ochraně před výbuchy. 50

3.3. Nebezpečí závislá na ztrátě odolnosti materiálu s následkem ztráty integrity potrubí 51

3.3.1. Odolnost konstrukce a způsob jejího získávání 51

3.3.1.1. Vysvětlení pojmu odolnost konstrukce. 51

3.3.1.2. Druhy odolností konstrukce v závislosti na typech poruch. 51

3.3.2. Nebezpečí porušení integrity při překročení dovoleného napětí odvozeného z meze kluzu a/nebo pevnosti materiálu. 52

3.3.2.1. Nebezpečí překročení nejvyššího dovoleného tlaku či teploty. 52

3.3.2.2. Nebezpečí překročení korozního přídavku plošnou korozí 53

3.3.2.3. Nebezpečí překročení erozního přídavku plošnou erozí 53

3.3.2.4. Překročení dovoleného napětí způsobeného vibracemi 54

3.3.2.5. Překročení dovoleného napětí poklesem podpěry. 54

3.3.2.6. Odolnost konstrukce při prosté pevnostní únosnosti určená mezí kluzu či mezí pevnosti 54

3.3.3. Nebezpečí únavového lomu. 55

3.3.3.1. Únava – společné zákonitosti 55

3.3.3.2. Únava nízkocyklová – základní pojmy. 56

3.3.3.3. Únava nízkocyklová - tepelná. 56

3.3.3.4. Únava nízkocyklová v důsledku teplotních a tlakových cyklů. 57

3.3.3.5. Únava nízkocyklová, kde spolupůsobí koroze. 57

3.3.3.6. Únava vysokocyklová – základní pojmy. 57

3.3.3.7. Vibrace indukované rotačními stroji 57

3.3.3.8. Akusticky indukované vibrace potrubí 58

3.3.3.9. Odolnost konstrukce proti únavě. 59

3.3.4. Nebezpečí skrývající se za lokálním úbytkem materiálu ve stěně potrubí 60

3.3.4.1. Všeobecné údaje. 60

3.3.4.2. Odolnost konstrukce při lokálním úbytku materiálu. 61

3.3.5. Nebezpečí překročení maximální dovolené deformace způsobené creepem.. 61

3.3.5.1. Creep – základní pojmy. 61

3.3.5.2. Odolnost konstrukce proti creepu. 63

3.3.6. Nebezpečí vyskytující se u potrubí uložených v zemi 64

3.3.6.1. Nebezpečí způsobená tlakem nadloží a pohyby podloží 64

3.3.6.2. Nebezpečí způsobená speciálními druhy koroze. 64

3.3.6.3. Údržba vnějšku potrubí pro korozní agresivitu - Im3  ponor do půdy. 65

3.3.6.4. Odolnost konstrukce. 66

3.3.7. Nebezpečí vyskytující se u plastových potrubí 66

3.3.7.1. Plastová potrubí – základní pojmy. 66

3.3.7.2. Plastová potrubí – nebezpečí vznikající při provozu. 67

3.3.7.3. Odolnost konstrukce. 68

3.3.8. Zanášení potrubí sedimenty. 68

3.3.9. Nebezpečí úniku tekutiny u přírubového spoje. 69

3.4. Řízení rizik provozovatelem potrubí přímo. 70

3.4.1. Snižování potenciálních následků pohromy provozovatelem potrubí 70

3.4.2. Provozní předpisy a řízení provozu podle nich. 70

3.5. Řízení rizik ztráty integrity za zásadního přispění technických inspekcí 70

3.5.1. Závislosti mezi různými druhy ohrožení a uvedenými nebezpečími 70

3.5.2. Odhad velikosti rizika. 71

3.5.3. Způsoby řízení rizika technickými inspekcemi 72

3.5.3.1. Nebezpečí a inspekční postupy. 72

3.5.3.2. Intervaly technické inspekce. 72

3.5.3.3. Vytváření druhů inspekčních postupů. 72

3.5.4. Jednotlivé stupně inspekčních postupů. 73

3.5.4.1. Rozsah a obsah inspekčního postupu při převzetí potrubí do portfolia inspekcí 73

3.5.4.2. Stupeň zkráceného inspekčního postupu. 73

3.5.4.3. Základní stupeň inspekčního postupu. 74

3.6. Řízení rizik u jednotlivých druhů potrubí v provozu. 74

3.6.1. Nebezpečí u jednotlivých druhů potrubí v provozu. 74

3.6.2. Nebezpečí a rizika u vodovodů a tlakové kanalizace. 75

3.6.3. Nebezpečí a rizika u plynovodů. 76

3.6.4. Nebezpečí a rizika u parovodů a vedení kondenzátu. 77

3.6.5. Nebezpečí a rizika u předizolovaných teplovodů a horkovodů. 77

3.6.6. Nebezpečí a rizika u průmyslových potrubí 78

4. Pravěpodobnostní přístup k provoznímu zatížení potrubí, k životnosti potrubí a k poruše zařízení. 80

4.1. Veličiny a jednotky v této kapitole. 80

4.2. Provozní zatížení potrubí 81

4.2.1. Náhodná provozní zatížení a maximální dovolená zatížení 81

4.2.2. Zatížení tlakem a teplotou jako náhodným zatížením.. 82

4.2.3. Zatížení vlastní hmotností potrubí, média a izolace jako náhodná veličina. 83

4.2.4. Klimatická zatížení 89

4.3. Účinky zatížení a jejich získávání 90

4.3.1. Co jsou to účinky zatížení 90

4.3.2. Materiálové konstanty a veličiny, které slouží k převodu zatížení na účinky zatížení 90

4.3.3. Účinky zatížení způsobující houževnatý lom.. 91

4.3.4. Účinky zatížení způsobující poškození nízkocyklovou únavou. 91

4.3.5. Účinky zatížení způsobující poškození vysokocyklovou únavou. 92

4.3.6. Účinky zatížení způsobující poškození creepem.. 92

4.3.7. Účinky zatížení způsobující poškození korozí 93

4.4. Životnosti zařízení 93

4.4.1. Životnosti zařízení- všeobecně. 93

4.4.2. Životnost potrubí daná korozí 94

4.4.3. Životnost potrubí daná únavou. 95

4.4.4. Životnost potrubí daná creepem.. 96

4.5. Určení pravděpodobnosti poruchy zařízení 97

4.5.1. Pravděpodobnost poruchy zařízení a metody jejího získávání 97

4.5.1.1. Pravděpodobnost poruchy a spolehlivost. 97

4.5.1.2. Sdružená funkce hustoty pravděpodobnosti 98

4.5.1.3. Pravidlo násobení částečných pravděpodobností 99

4.5.2. Klasický konkrétní příklad výpočtu pravděpodobnosti poruchy zařízení pro potrubí i válcová tlaková zařízení 101

4.5.2.1. Obvodové napětí válce způsobené tlakem: 101

4.5.2.2. Mezní úchylky průměru D0 a tloušťky stěny h potrubí podle jednolivých norem.. 101

4.5.2.3. Výpočet stochastických účinků zatížení 102

4.6. Výpočet progresivního intervalu pro provádění technické inspekce. 102

4.6.1. Křivka teoretické degradace. 102

4.6.2. Výpočet progresivních intervalů pro provádění technické inspekce. 104

5. Způsoby identifikace jednotlivých nebezpečí. 105

5.1. Výčet používaných metod. 105

5.1.1. Nedestruktivní zkoušky - NDT. 105

5.1.1.1. Používání NDT metod. 105

5.1.1.2. Vizuální kontrola. 106

5.1.1.3. Magnetická prášková metoda. 106

5.1.1.4. Kapilární metoda. 107

5.1.1.5. Metoda zkoušení těsností 108

5.1.1.6. Radiografická metoda. 108

5.1.1.7. Ultrazvuková metoda. 109

5.1.1.8. Metoda vířivých proudů. 110

5.1.1.9. Infračervená metoda. 110

5.1.1.10. Akustická emise. 111

5.1.2. Zkoušky potrubí v zemi a jinak nedostupných úseků potrubí 111

5.1.2.1. Sledování pohybů samotného nezkonsolidovaného podloží 111

5.1.2.2. Sledování napětí na trubce pomocí tenzometrů. 111

5.1.2.3. Kontrola vnitřního povrchu potrubí ježkem.. 112

5.1.2.4. Použití geofyzikálního radaru. 112

5.1.2.5. Elektromagnetická metoda metalických trub (metoda EDMET) 112

5.1.2.6. Metoda DCVG.. 113

5.1.2.7. Metoda MMM... 115

5.1.2.8. Využití satelitního dálkového průzkumu Země. 115

5.1.3. Zkoušky různě vysokým vnitřním tlakem.. 115

5.1.3.1. Zkouška těsnosti, tlaková zkouška. 115

5.1.3.2. Napěťová (či zátěžová) zkouška (stresstest) 116

5.2. Druhy inspekčních postupů - Způsob identifikace jednotlivých nebezpečí 117

5.2.1. Definování mezí přijatelnosti vad v provozu. 117

5.2.2. Překročení nejvyššího dovoleného tlaku či teploty. 118

5.2.3. Lom málocyklovou únavou. 118

5.2.4. Lom vysokocyklovou únavou. 120

5.2.5. Nadměrná deformace způsobené creepem.. 122

5.2.6. Překročení korozního přídavku. 122

5.2.7. Překročení erozního přídavku. 123

5.2.8. Zanášení potrubí trvalým tvrdým sedimentem.. 123

5.2.9. Speciální nebezpečí/rizika v případě potrubí v zemi 124

5.2.10.  Speciální nebezpečí/rizika v případě potrubí z plastů. 124

5.2.11.  Porucha a nesprávná funkce vlnovcových kompenzátorů. 124

5.2.12. Nesprávná funkce uložení, podpěr a závěsů. 125

5.2.13.  Porucha přírubového spoje. 126

5.2.14.  Porucha a nesprávná funkce průmyslových armatur 126

6. Vypořádání rizik odstraněním identifikovaných nebezpečí. 127

6.1. Společná opatření 127

6.2. Čištění vnitřku potrubí 127

6.2.1. Druhy čistění vnitřku potrubí 127

6.2.2. Čistění plynovodů a ropovodů. 128

6.2.3. Čistění vodovodů a kanalizací 128

6.3. Obnova povrchové úpravy vnějšího povrchu. 128

6.3.1. Obnova povrchové úpravy vnějšího povrchu nadzemního potrubí 128

6.3.2. Obnova povrchové úpravy vnějšího povrchu podzemního potrubí 129

6.4. Nedestruktivní opravy potrubí 129

6.4.1. Napěťová zkouška (stresstest) 129

6.4.2. Instalace rukávce u podzemního potrubí vodovodů a kanalizací 130

6.4.3. Opravy potrubí ocelovými objímkami 130

6.4.4. Opravy potrubí přelaminováním.. 130

6.5. Sváření trhliny a odstranění poškozeného dílu a vevaření nového. 130

6.6. Údržba a opravy jednotlivých potrubních zařízení 131

6.6.1. Údržba a opravy přírubového spoje. 131

6.6.2. Údržba armatur 132

6.6.3. Údržba kompenzátorů. 132

6.6.4. Údržba uložení, podpěr a závěsů. 132

7. Použitá literatura a literatura pro další studium... 133

7.1. Odborná literatura. 133

7.2. Firemní literatura. 135

7.3. Legislativa. 135

7.4. Související technické normy. 135

7.4. Zajímavé internetové adresy. 139

. 41