авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |

Управление ресурсом безопасной эксплуатации стальных резервуаров для хранения нефтепродуктов

-- [ Страница 3 ] --

10. Резервуары РВСП (высота замера толщины стенки — от основания —

50 % h, среднегодовая температура

8–12 оС)

Объем V, м3 Коэффициент оборачиваемости nо, 1/год Скорость утонения стенки П, мм/год
2000 47–53 0,092–0,110
5000 48–54 0,065–0,069
10000 45–55 0,059–0,060
20000 47–53 0,051–0,054

11 Резервуары РВСП-5000 (коэффициент оборачиваемости 46–55 1/год, среднегодовая температура 8–12 оС)

Высота от основания h, % Скорость утонения стенки П, мм/год
5 0,022–0,039
20 0,026–0,041
40 0,041–0,051
50 0,065–0,069
70 0,034–0,055
90 0,029–0,046
100 0,024–0,042

12. Резервуары РВСП-5000 (высота замера толщины стенки — от основания — 50 % h, среднегодовая температура 8–12 оС)

Коэффициент оборачиваемости no, 1/год Скорость утонения стенки П, мм/год
46–54 0,065–0,069
2–4 0,040–0,061
8–12 0,055–0,067
94–105 0,065–0,087

После расчетов в модуле «Множественная регрессия» пакета Statistica 6.0 получена оцененная регрессия вида

Y = 0,170544 – 0,018836lnx1 + 0,012409lnx2 + 0,000056x3 + 0,004048x4. (1)

Проверка адекватности осуществлялась следующим образом:

  1. анализ показателей качества подгонки регрессионного уравнения на основе коэффициента детерминации, скорректированного с учетом числа независимых переменных.
  2. проверка различных гипотез относительно параметров регрессионного уравнения;
  1. проверка условий использования метода наименьших квадратов для многофакторного регрессионного уравнения, накладываемых на остатки (i = Уфакт – Урасч);
  2. содержательный анализ регрессионного уравнения.

При исследовании нелинейной модели регрессии учитывалось влияние каждого фактора на скорость утонения стенки резервуара. При этом установлено, что влияние высоты можно выразить в виде квадратической функции, ветви параболы которой направлены вниз. С учетом этого обстоятельства регрессионная модель приобретает вид

Y = ax3 + bx32 + clnx1 + dlnx2 + ex4 + k. (2)

Оценка коэффициентов проводилась квазиньютоновским методом в модуле «Нелинейная оценка» пакета Statistica 6.0. В итоге получена регрессионная модель

Y = 0,148 – 0,022lnx1 + 0,013lnx2 + 0,002x3 – 0,000017x32 + 0,004x4. (3)

Для определения качества подгонки расчётной модели к исходным данным нелинейной модели установлен индекс детерминации R2 = 0,809. На основе этого индекса рассчитан индекс корреляции R = 0,883, характеризующий тесноту связи рассматриваемых факторов.

Проверку существенности уравнений нелинейной регрессии выполнили по F-критерию Фишера

(4)

где R2 — индекс детерминации нелинейной регрессии; n — число наблюдений;
h — число оцениваемых параметров.

Табличное значение критерия Фишера Fтабл (k1, k2) определялось для уровня значимости , где степени свободы k1 = h – 1, k2 = n – h. В исследуемой регрессии число оцениваемых параметров h = 6, а Fрасч = 86,36 превышает табличное значение. Установив, что Fрасч > Fтабл, гипотезу о том, что индекс детерминации незначим, отклоняем, и, следовательно, уравнение регрессии признаем существенным на уровне доверия 95 %.

Остатки регрессии, полученные после оценивания, оказались одинаково распределенными случайными величинами с нулевым математическим ожиданием. Это установлено в модуле «основные статистики» по существенности нормального распределения на основании критерия Колмогорова–Смирнова, а также по гистограмме остатков.

Выбор между линейной и нелинейной регрессией осуществили на сравнении индексов детерминации линейной и нелинейной регрессий (R2л и R2н) с учетом критерия Стьюдента, который рассчитан по формуле

(5)

где — величина ошибки разности между R2н и R2л, определяемая формулой

(6)

Расчетное значение критерия Стьюдента равно tрасч = 6,85. Поскольку tтабл < tрасч, можно сделать вывод об однозначном выборе в пользу нелинейной модели регрессии.

В результате расчётов получена адекватная нелинейная модель для резервуара со стационарной крышей:

Y = 0,148 – 0,022lnx1 + 0,013lnx2 + 0,002x3 – 0,000017x32 + 0,004x4. (7)

Для резервуаров, имеющих стационарную крышу и понтон (ПП), и с плавающими крышами (ПК) проведение спецификации регрессионных моделей опускаем, указав лишь конечные результаты.

Регрессионные модели для резервуара с крышами типа ПП и ПК получили вид:

Yпп = 0,0545 – 0,0112lnx1 + 0,0076lnx2 + 0,002x3 – 0,000018x32 +0,0032x4; (8)

Yпк = 0,149 – 0,0127lnx1 + 0,0114lnx2 + 0,001x3 – 0,000014x32 + 0,0033x4. (9)

Индексы корреляции для этих моделей Rпп = 0,8 и Rпк = 0,7. Значения Fрасч = 81,25 (ПП) и Fрасч = 69,95 (ПК) свидетельствуют о значимости построенных
регрессий. Графики остатков подтвердили их случайность.

Как и в предыдущем случае (тип крыши СК), получили существенность нормального распределения остатков на основании критерия Колмогорова–Смирнова и визуального анализа гистограммы остатков.

Для оценки влияния факторов на скорость утонения стенки определены частные коэффициенты эластичности для каждой из независимых переменных, значения коэффициентов приведены в таблице 4. Частные коэффициенты эластичности определяли по общей формуле

(10)

где — среднее значение i-го фактора, — среднее значение зависимой переменной.

Таблица 4 — Коэффициент эластичности Е независимых переменных

Фактор Тип крыши Формула Е, %
Объем СК –22,5
ПП –18,19
ПК –22,7
Оборачиваемость СК 14,18
ПП 13,66
ПК 20,44
Высота от основания СК 7,71
ПП 5,01
ПК 7,34
Среднегодовая температура стенки СК 41,94
ПП 51,05
ПК 58,7

Коэффициент эластичности по i-му фактору показывает, на сколько процентов увеличится в среднем значение зависимой переменной у при изменении i-го фактора на 1 % относительно своего среднего значения, при условии, что остальные факторы имеют фиксированные значения.

На основании проведенных выше исследований сделан вывод о том, что наибольшее влияние на скорость утонения стенки резервуара с любым типом крыши оказывает температура, так как для нее значение среднего коэффициента эластичности имеет самое большее значение по сравнению с коэффициентами для остальных факторов (от 41,94 до 58 %). Отметим, что влияние объема на среднюю скорость утонения также достаточно велико (от 18,7 до 22,5 %), только это влияние имеет отрицательное направление. Увеличение коэффициента оборачиваемости на 1 % от среднего показателя приводит к положительному изменению скорости утонения по отношению к своему среднему значению на 20,44 % для типа крыши резервуара ПК и на 13,66 и 14,18 % для типов крыш ПП и СК соответственно.

Интересные результаты получились по определению влияния высоты на скорость утонения: в целом влияние этого фактора по сравнению с другими достаточно мало (по абсолютной величине не превышает 8 %), при этом для резервуара с типом крыш СК и ПП это изменение составляет в 7,71 и 5,01 % прироста по
отношению к средней величине соответственно, а для резервуара с типом крыши ПП — показатель скорости уменьшился на 7,34 % относительно своего среднего значения.

Свободный член, присутствующий в каждой из моделей, учитывает ненаблюдаемые изменения, влияющие на скорость утонения стенки резервуара.

Полученные уравнения позволяют определить среднюю скорость утонения любого участка стенки всех типов вертикальных стальных резервуаров, любых объемов, оборачиваемости и среднегодовой температуры.

Модель оценки утонения стенок справедлива для стальных поверхностей обечаек, не имеющих защитного покрытия внутренней поверхности. Результаты оценочных расчетов показывают удовлетворительное совпадение с практическими данными.

На основании обследования утонения стенки резервуаров установлено различие скоростей коррозии не только по высоте стенки резервуара, что хорошо иллюстрирует рисунок 2, но и в зависимости от объема и коэффициента оборачиваемости. С увеличением объема резервуара при одинаковой оборачиваемости
скорость утонения стенки снижается (таблица 5), а при повышении оборачиваемости резервуаров одинакового объема скорость утонения стенки возрастает (таблица 6).Скорость утонения стенки резервуаров возрастает с повышением среднегодовой температуры стенки (таблица 7).

  Скорость утонения стенки-15

Рисунок 2 — Скорость утонения стенки резервуаров с различными типами крыши (t = 10 оС, nо = 60): 1 — РВС-5000; 1' — РВС-50000; 2 — РВСПК-5000; 2' — РВСПК-50000; 3 — РВСП-5000; 3' — РВСП-50000

В третьей главе приведены результаты оценки защитной способности лакокрасочных покрытий и повышения ресурсов безопасной эксплуатации резервуаров с учетом полученных математических моделей.

При контакте с агрессивными средами свойства полимерных покрытий изменяются в большей или меньшей степени в зависимости от вида материала, его химической стойкости и других факторов. В первую очередь, как правило, изменяются механические свойства покрытий — их прочность и эластичность. Степень этих изменений обусловливается в равной мере как природой среды, так и природой полимера.

Таблица 5 — Средняя скорость утонения (мм/год) стенок бензиновых резервуаров различной емкости при оборачиваемости 50 объемов в год

Расстояние, в % от основания РВС-2000 РВС-5000 РВС-10000 РВС-20000 РВС-50000
10 0,106 0,07 0,064 0,054 0,050
30 0,122 0,08 0,073 0,062 0,057
50 0,160 0,105 0,095 0,081 0,074
70 0,190 0,125 0,109 0,092 0,089
90 0,137 0,09 0,082 0,069 0,064

Таблица 6 — Влияние оборачиваемости на скорость коррозии резервуаров
РВС-5000

Расстояние, в % от основания Скорость утонения стенки, мм/год, при различной оборачиваемости, 1/год
1–5 8–12 40–60 80–120 180–200
10 0,052 0,061 0,07 0,077 0,092
30 0,061 0,071 0,082 0,090 0,109
50 0,079 0,091 0,105 0,116 0,138
70 0,085 0,098 0,113 0,124 0,134
90 0,062 0,072 0,083 0,092 0,095

Таблица 7 — Зависимость скорости утонения стенки резервуара РВС-5000 на высоте 50 % от основания от среднегодовой температуры стенки при оборачиваемости nо = 50

Среднегодовая температура воздуха снаружи резервуара, оС Температура продукта, оС Среднее значение температуры, оС Скорость утонения стенки, мм/год
­10 +10 0 0,07
­10 +20 5 0,09
0 +20 10 0,11
0 +30 15 0,14
+15 +25 20 0,19
+10 +40 25 0,26


Pages:     | 1 | 2 |
3
| 4 | 5 |   ...   | 7 |
 
Авторефераты диссертаций  >>  Авторефераты по Безопасности





наверх



 
<<  ГЛАВНАЯ   |   КОНТАКТЫ
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.