Метод Монте-Карло. Численный метод определения вероятностных закономерностей случайных явлений, страница 2

Однако исследования [__Сосновский Л.А.] показали целесообразность использования обеих ниток в нагруженном состоянии, что приводит к существенному продлению их срока службы ввиду исключения условий для образования и развития локальных коррозионных повреждений, снижающих коррозионно-механическую прочность труб.

Предполагая, что отказы основной и резервной ниток участка нефтепровода, проходящего через реку, а также запорно-распределительных устройств независимы, а наработка до отказа каждой из подсистем имеет экспоненциальное распределение с параметрами [__Сосновский Л.А.] (тождественными интенсивностям отказов) l= 5 × 10–7 ч–1; l= 4 × 10–7 ч–1; l= 1 × 10–6 ч–1, соответственно, определим следующие показатели безотказности:

·  вероятность безотказной работы в течение 10 лет;

·  среднюю наработку до отказа;

·  95-гамма-процентную наработку до отказа.

Отказ рассматриваемого участка нефтепровода состоит в невозможности транспортирования нефти и происходит при повреждении (и последующем перекрытии) обеих ниток трубопровода или запорно-распределительных устройств. Поэтому структурная схема надежности данной системы представляет собой последовательно-параллельное соединение трех блоков (рисунок 2.19). Здесь блок «1» моделирует работоспособное/неработоспособное состояние основной нитки нефтепровода; блок «2» – резервной нитки; блок «3» – запорно-распределительных устройств.

Рисунок 2.19 – Структурная схема надежности подводного перехода нефтепровода

Расчеты показателей надежности подводного перехода нефтепровода выполним в соответствии с таблицей 2.1 в пакете MathCAD.

Определени функций распределения наработки до отказа подсистем (для t>0)

                                       

     

Определение вероятности безотказной работы каждой из подсистем

                          

Вычисление вероятности безотказной работы подсистемы основной и резервной ниток нефтепровода (параллельное соединение блоков на структурной схеме надежности, формула (2.6))

Вычисление вероятности безотказной работы подводного перехода нефтепровода как системы ниток нефтепровода и запорно-распределительных устройств (последовательное соединение блоков на структурной схеме надежности, формула (2.5))

Иллюстрация графиков функций распределения наработки до отказа системы и ее элементов

Определение функций плотности распределения наработки до отказа системы и ее элементов

Определение средней наработки системы до отказа, час

Определение вероятности безотказной работы системы в течение 10 лет

Определение гамма-процентной   (γ = 0.95)  наработки системы до отказа, час

Таким образом, вероятность безотказной работы подводного перехода нефтепровода в течение 10 лет составляет 0,915; средняя наработка до отказа – 8,55∙105 часов; 95-гамма-процентная наработка до отказа составляет 5,08∙104 часов.