Substantiation of probabilistic safety factors as a factor for optimizing the metal consumption of pipelines and the permissible operating pressure

Abstract

Проведен анализ влияния коэффициентов вариации сопротивления материала разрушению и коэффициентов вариации нагрузки на вероятность разрушения и, следовательно, на коэффициенты запаса по характеристикам сопротивления материала разрушению при заданных показателях вероятности разрушения. Снижение неопределенности в условиях нагружения и повышение качества материала позволяют снизить коэффициенты запаса по пределу текучести и вязкости разрушения для заданных целевых показателей безопасности. На примере трубных сталей марок Ст 20 и 16ГС показана возможность снижения коэффициента запаса по пределу текучести до значений n = 1,45 при коэффициенте вариации нагрузки 0,1 и сохранении целевого показателя безопасности в терминах вероятности разрушения на уровне 10. Возможность снижения коэффициентов запаса по пределу текучести и вязкости разрушения при заданных целевых показателях безопасности в терминах вероятности разрушения позволяет оптимизировать металлоемкость и максимальные допустимые давления в эксплуатируемых трубопроводах. The analysis of the influence of the coefficients of variation of the material resistance and the coefficients of the load variation on the probability of failure as well as on the safety factors for the characteristics of the material resistance to failure has been done at given indicators of the probability of failure. Reducing uncertainty under loading conditions and improving material quality allow reducing the safety factors against fracture and collapse for given targets safety. Using the example of pipe steels of grades St 20 and 16GS, it seems possible to reduce the safety factor against collapse up to 1.45 with a load variation coefficient of 0.1 and maintaining the safety target in terms of the fracture probability at the level of 10. The possibility of reducing the safety factors against collapse and fracture at the given target safety indicators in terms of the fracture probability allows optimizing the metal consumption and the maximum allowable pressures in the operating pipelines.