Разработка методов усовершенствования поточного производства капитального ремонта магистральных газопроводов
На правах рукописи
КРЫЛОВ ПАВЕЛ ВАЛЕРЬЕВИЧ
Разработка методов усовершенствования поточного
производства капитального ремонта
магистральных газопроводов
Специальность 25.00.19 - «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ»
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва - 2007
Работа выполнена в Обществе с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - ВНИИГАЗ»
Научный руководитель:
доктор технических наук,
Будзуляк Б.В.
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор
Короленок А.М.
кандидат технических наук,
Тютьнев А.М.
Ведущее предприятие: ООО «Волгоградтрансгаз».
Защита состоится 7 ноября 2007 г. в 13-30 час. на заседании диссертационного совета Д 511.001.02 при ООО «ВНИИГАЗ» по адресу: 142717, Московская область, Ленинский район, поселок Развилка
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ООО «ВНИИГАЗ».
Автореферат диссертации разослан 26 сентября 2007 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат технических наук Курганова И.Н.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. В 90-е годы в условиях острого дефицита финансовых средств и нестабильного положения газотранспортных Обществ отрасли основным способом поддержания работоспособности газопроводов являлось широкое внедрение выборочного ремонта дефектных участков газопроводов по результатам внутритрубной дефектоскопии и приборного обследования труб в контрольных шурфах. За счет ликвидации наиболее крупных дефектов удалось значительно снизить аварийность на линейной части магистральных газопроводов (ЛЧМГ).
Для поддержания эксплуатационной надежности газопроводов в современных условиях ежегодно выполняются ремонтные работы на 4 тыс. км. ЛЧМГ. В связи с этим в ОАО «Газпром» принято решение о комплексном подходе к обеспечению надежности и безопасной эксплуатации ЛЧМГ, которое изложено в двух программах: «Комплексная программа по реконструкции магистральных газопроводов на 2006 - 2010 г.», «Программа по ремонту изоляционных покрытий магистральных газопроводов ОАО «Газпром» на 2004 - 2010 годы».
Одним из условий их успешной реализации является увеличение ежегодных объемов и темпов капитального ремонта, основным ограничением при ремонте линейной части магистральных газопроводов являются фиксированные сроки остановки газопровода. Поэтому сокращение сроков ремонта участков магистральных газопроводов (МГ) с высоким качеством производства работ является основной задачей реализации программ.
Задача увеличения годовых объемов и качества ремонтных работ может быть решена за счет разработки методов усовершенствования поточного производства капитального ремонта МГ. Поэтому разработка методов усовершенствования поточного производства капитального ремонта МГ является актуальной задачей.
Цель диссертационной работы - разработка методов усовершенствования поточного производства капитального ремонта МГ, обеспечивающих высокие темпы и качество ремонтных работ.
Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие основные задачи исследования:
- Разработка метода планирования ремонтных работ на основе кластер-анализа с учетом приоритетности;
- Разработка метода оценки эффективности применения технологических схем капитального ремонта ЛЧМГ;
- Совершенствование методики организации поточного производства работ при синхронном выполнении всех видов работ;
- Создание методики синхронизации производства капитального ремонта магистральных газопроводов;
- Разработка критериев оценки эффективности организации ремонтных работ по переизоляции газопроводов;
- Оценка качества производства работ при капитальном ремонте ЛЧМГ на основе феноменологического метода.
Научная новизна. Обоснован комплексный подход к решению задач планирования, организации и технологии производства, оценки качества и эффективности капитального ремонта магистральных газопроводов.
На основе алгоритма кластеризации ISODATA (ИСОМАД) создан метод дифференциального планирования капитального ремонта ЛЧМГ, обеспечивающий сокращение перебазировок техники при ремонте.
Разработана и отработана методика синхронизации производства капитального ремонта магистральных газопроводов, позволяющая сократить время ремонта МГ.
Впервые научно обоснованы критерии эффективности организации работ по переизоляции газопроводов с учетом продолжительности работ и непрерывности использования ресурсов. Научно обосновано объединение отдельных критериев эффективности в единый интегральный критерий, позволяющий с большой степенью достоверности оценить фактический эффект капитального ремонта.
Применительно к условиям поточного производства капитального ремонта разработан феноменологический метод оценки качества производства работ, позволяющий оценить качество производства работ.
Защищаемые положения.
1. Метод дифференциального планирования капитального ремонта на основе кластер-анализа с учетом приоритетности газопровода.
2. Метод оценки эффективности применения технологических схем капитального ремонта ЛЧМГ.
3. Совершенствование организации поточного производства работ при синхронном выполнении всех видов работ.
4. Методика синхронизации производства капитального ремонта магистральных газопроводов.
5. Методика критериальной оценки эффективности организации ремонтных работ.
6. Феноменологический метод оценки качества производства работ при капитальном ремонте МГ.
Практическая значимость диссертационного исследования заключается в разработке методов, технологических решений планирования и организации поточного производства капитального ремонта магистральных газопроводов. Совокупность полученных результатов дает возможность сократить время цикла работ по капитальному ремонту, начиная от планирования работ и заканчивая организацией производственного процесса и сдачей объекта ремонта в эксплуатацию.
В ООО «Волгоградтрансгаз» внедрена разработанная методика синхронизации поточного производства капитального ремонта. Практически подтверждено, что данная методика позволяет сократить время производства работ на 12-15 % в зависимости от условий проведения ремонта.
«Методика планирования капитального ремонта на основе кластер-анализа» использована ООО «Югтрансгаз» при разработке «Программ капитального ремонта линейной части МГ» 2007-2008 гг., что позволило осуществить оптимальное распределение ремонтных потоков, сокращение числа перебазировок, а следовательно затрат на капитальный ремонт ЛЧМГ.
Разработанная «Методика оценки эффективности организации капитального ремонта ЛЧМГ», направленная на сокращение сроков ремонта и эффективности использования ресурсов, была использована ООО «Сургутгазпром» при разработке «Программы ремонта всплывших и оголенных участков 2006-2009 гг.»
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на: Международной конференции «Обслуживание и ремонт газонефтепроводов» (г. Сочи, 2006); научно-техническом совете ДОАО «Оргэнергогаз» (г. Видное, 2007).
Публикации. По теме работы опубликовано 8 печатных работ, в том числе 1 в издании рекомендованном Высшей аттестационной комиссией Министерства образования и науки Российской Федерации.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, библиографического списка из 67 наименований и приложения, она изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит 38 рисунков и 17 таблиц.
Содержание работы
Во введении обоснована актуальность темы диссертации, научная и практическая значимость работы, приведены ее краткая аннотация и основные результаты.
В первой главе представлен анализ отечественного и зарубежного опыта капитального ремонта ЛЧМГ, сформулированы цель и задачи исследований.
Научные основы технологии и организации капитального ремонта магистральных газопроводов были заложены трудами В.Л. Березина, Б.В. Будзуляка, Г.Г. Васильева, И.И. Велиюлина, А.Г. Гумерова, А.М. Короленка, П.С. Ращепкина, А.Д. Решетникова, Л.Г. Телегина, В.В. Харионовского, Н.Х. Халлыева и других ученых, которые разработали методы и средства выполнения основных видов работ, а также технологические и организационные схемы производства ремонта с целью повышения эксплуатационной надежности ЛЧМГ. Тем не менее, в современных условиях функционирования газотранспортной системы требуется поиск новых совершенных методов планирования ремонтных работ на магистральных газопроводах и разработка методов их организации, обеспечивающих минимальные затраты времени и ресурсов, а также высокое качество и надежность выполнения.
Развитие теоретических основ поточного строительства отражено в работах: А.А. Афанасьева, М.С. Будникова, А.С. Гусакова, М.Н. Карпенко, Н.В. Рыбальского, Л.Г. Телегина, Н.Х. Халлыева.
Анализ отечественной и зарубежной практики капитального ремонта ЛЧМГ показал, что необходимо оптимизировать, а в некоторых случаях изменить существующие подходы к организации производства капитального ремонта. Результатом этого стало появление новых технологий ремонта технических средств и материалов.
На основе научного анализа существующих методик организации работ по капитальному ремонту ЛЧМГ, существующих машин, механизмов и материалов определены пути совершенствования капитального ремонта магистральных газопроводов (рис. 1).
Рис. 1. Пути совершенствования капитального ремонта МГ
Вторая глава посвящена планированию капитального ремонта магистральных газопроводов, приоритетности их вывода в ремонт.
Капитальный ремонт на магистральных газопроводах производится в плановом порядке на основе проектно-технической и сметной документации. Предложения по планированию капитального ремонта ЛЧМГ разрабатываются газотранспортными организациями и представляются в ОАО «Газпром». Основанием для планирования капитального ремонта участков ЛЧМГ являются результаты анализа данных комплексного обследования технического состояния газопровода.
Основным направлением в поддержании технического уровня газопроводной системы при минимуме затрат является в настоящее время проведение диагностического контроля всей системы газопроводов и формирование планов ремонта газопроводов на основании данных внутритрубной диагностики.
Результаты проведения внутритрубной диагностики обеспечивают возможность дифференцированного подхода к проведению ремонта, заключающегося в сочетании капитального и выборочного ремонтов. При этом ремонту подлежат участки газопровода, в которых, по данным внутритрубной диагностики, отмечается высокая плотность дефектов, т.е. высокая вероятность возникновения аварийных ситуаций.
Данные внутритрубной дефектоскопии дают возможность классифицировать обнаруженные повреждения с точки зрения их опасности для дальнейшей эксплуатации газопровода. На основе ранжирования дефектов по степени опасности можно выделить потенциально опасные участки (ПОУ) газопровода, характеризующиеся высокой концентрацией повреждений, подлежащих устранению.
На базе выделенных ПОУ определяются фиксированные места (ФМ) на конкретных участках, являющиеся основой при планировании ремонта конкретного газопровода. При этом составление оптимального плана выполнения ремонтно-восстановительных работ подразумевает устранение наибольшего количества опасных дефектов при строго определенных финансовых средствах и материально-технических ресурсах, выделенных газотранспортным организациям для ремонта трубопроводов.
При составлении оптимального плана капитального ремонта магистрального газопровода определяющим фактором является выделение ФРМ с большим количеством дефектов различного типа.
Одним из эффективных методов решения подобной задачи является метод распознавания образов, основанный на алгоритме кластеризации ISODATA (ИСОМАД), предполагающий обработку больших массивов исходной информации и связанный с необходимостью их группирования и классификации по определенным признакам. Например, при определении степени опасности дефекта общим признаком являются размеры повреждений (глубина, длина, ширина), а при определении ремонтных мест определяющим признаком является расстояние между скоплениями дефектов, подлежащих устранению.
Математическая модель метода распознавания образов представлена на рис. 2.
В качестве контрольного примера использования рассмотренного метода распознавания образов рассмотрим данные ВТД участка 0-183 км магистрального газопровода Торжок-Валдай.
Проведем разбиение участка МГ на ремонтные места на основе построения гистограммы для количества дефектов по длине участка газопровода (рис. 3).
Рис. 2. Математическая модель методики планирования на основе
кластер-анализа
Рис. 3. Плотность распределения дефектов
Определим среднюю плотность дефектов для каждого ремонтного места (табл. 1).
| Таблица 1 | |||
| Результат распределения ремонтных мест для газопровода Торжок-Валдай 0-183 | |||
| № РМ | Плотность дефектов, шт/км | Координаты границ | |
| Левая, м | Правая, м | ||
| 1 | 0,69 | 608,00 | 10875,36 |
| 2 | 0,30 | 19280,00 | 42295,00 |
| 3 | 5,90 | 44359,79 | 73834,25 |
| 4 | 0,93 | 78136,85 | 101393,26 |
| 5 | 1,00 | 104086,65 | 142345,40 |
Ремонтные места № 1, № 2, № 4, с плотностью дефектов меньше, чем Qmin ликвидируются с образованием новых ФРМ. В результате выделяются три новых ФРМ с новыми центрами. В данных местах целесообразно размещать бригады по устранению дефектов.
Предложенный алгоритм не является свободным от признаков кластеризации. Значение Qmin невозможно подобрать исходя из рациональных соображений или теоретическим путем. Данная ситуация весьма характерна для задач, связанных с принятием экспертных решений, которые базируются на накопленном опыте производства ремонтных работ. Необходимо, чтобы результат разбиения дефектов на группы, отражал реальную ситуацию и позволил принять обоснованное решение о местах дислокации ремонтных бригад (колонн) для проведения оптимального ремонта газопровода.
В третьей главе представлен анализ организационно технологических схем капитального ремонта МГ который показал необходимость критериальной оценки существующих организационно-технологических схем.
Проведенными исследованиями установлены следующие критерии оценки организационно-технологических схем ремонта участков ЛЧМГ: 1) качество производства работ; 2) производительность; 3) универсальность применения; 4) экономическая эффективность.
Впервые для оценки качества производства работ был применен феноменологический метод оценки качества.
Рассмотрим общее решение задачи. Пусть каждая подсистема состоит из т.формирующих элементов в системе
(1)
Предположим, что для каждого из элементов -я подсистема имеет два состояния (работоспособное и неработоспособное) и может быть восстановлена (в случае перехода в неработоспособное состояние, т.е. состояние отказа). Состояние системы однозначно определяется состоянием всех ее подсистем и может быть задано в виде вектора в фазном пространстве ЕU
(2)
Необходимым этапом анализа работоспособности системы является формулировка безотказности, которая состоит в разделении пространства Еи на области работоспособности R и неработоспособности Q. Предположим, что для рассматриваемого технологического процесса известные критерии (или критерий) отказа, которые состоят в количественно выраженных условиях невыполнимости заданных (нормативных) требований, налагаемых на выходные характеристики (параметры) строительства. В этом случае задача формулировки условий работоспособности (или неработоспособности) системы сводится к отысканию вида логической функции q(u), характеризующей неработоспособность системы в состоянии иi и принимающей значения:
а) q(u)=0 при U 
R; (3)
б) q(u)=0 при U 
Q; (4)
Обычно условия неработоспособности системы задаются с помощью групп отказа элементов. Группа отказа элементов определяется как минимальное множество элементов, совместный отказ которых (т.е. выход за пределы нормированных значений) приводит к отказу системы. Полному набору таких групп соответствует неизбыточная матрица неработоспособности.
Используем понятие критической группы состояний подсистем (КГСП) - такой набор состояний минимально выраженного числа подсистем, при котором имеет место отказ системы (переход технологического процесса капитального ремонта МГ в предельное состояние) независимо от состояния других подсистем, а уменьшение на единицу числа отказавших элементов хотя бы одной из подсистем КГСП приводит к частичному или полному восстановлению всей системы.
Обозначим Sj- - КГСП с номером j, а S(i)j, n - координаты соответствующих j-му критическому состоянию в пространстве Ец. Полный набор критических состояний (т.е. полный набор КГСП) представим в виде матрицы
, 
; 
(5)
где r - число критических состояний; j(i) - номер строки (столбца).
В пространстве Еu (определяющем область всех возможных состояний технологического процесса) КГСП Sj- соответствует множество состояний системы, которое обозначается тем же символом Sj. В силу монотонности временного развития системы координаты состояний множества Sj удовлетворяют условиям
(6)
а область неработоспособности является объединением множества Sj, 
т.е.
Q=Uj=1rSj (7)
Для конкретных технологических схем капитального ремонта магистрального газопровода задача получения матрицы Sj решается путем перебора возможных состояний в пространстве Еи и выявления критических состояний в соответствии с определением КГСП и критерием отказа системы.
Если принять, что формирующие элементы каждой подсистемы технологического процесса независимы (внешним образом) друг от друга, то можно рассчитать параметр потока отказов системы (технологического процесса). При произвольном законе распределения наработки до отказа fi.(t) и полном восстановлении элемента (т.е. повторении технологической операции, формирующей отказавший элемент) функционирование элементов представляет собой случайный полумарковский процесс с двумя состояниями - работоспособным и неработоспособным. В этом случае параметр потока отказов i (t) и коэффициент готовности кi (t) для элемента i-й подсистемы можно выразить из общих интегро-дифференциальных уравнений с помощью преобразования Лапласа
, (8)
где
;
f(t)=k1(t); i(t); fi(t); (9)
i-интенсивность восстановлений.
Обозначим число неработоспособных состояний i, j, к-й, подсистем п, п, пк. Предположим, что каждая подсистема может находиться только в одном неработоспособном состоянии (состоянии отказа). Тогда отказ i-й подсистемы может переводить j-ю подсистему также только в одно неработоспособное состояние. При этом такой переход обусловлен не стохастическими, а детерминированными связями i-й и j-й подсистем. Исходя из этого, переход i-й подсистемы в i, неработоспособное состояние из-за отказов j-й подсистемы i вида можно характеризовать булевой переменной ii(si,i), определяемой из условий.
(10)
Поскольку подсистемы технологического процесса капитального ремонта МГ являются, как правило, нерезервирующими, то связь между ними можно представить в виде ориентированного графа (рис. 4).
Рис. 4. Связь между подсистемами технологического процесса капитального ремонта МГ по вторичным отказам формирующих элементов q1 = 0,5, q2 = q5 = 0,33, q7 = q6 = 1; 1 – вскрытие трубы, 2 – очистка от старой изоляции, 3 – отбраковка труб, 4 - восстановление, 5 – окончательная очистка трубы, 6 – нанесение нового изоляционного покрытия, 7 – засыпка.
Выходными подсистемами (с точки зрения их определяющего воздействия на конечный исход функционирования технологического процесса) являются подсистемы 3, 4, 7. Таким образом:
Qs=Qs3+Qs4+Qs7 (11)
Q*s7 
; (12)
Qs7 = Q(Si)+ 
; (13)
Qобщ=
; (14)
Qs7= 0,02+0,02(0,51+0,331+0,331+0,331)= 0,024,5; (15)
Qобщ=0,026,5=0,13. (16)
Следовательно, фактическая вероятность работоспособного состояния технологического процесса капитального ремонта линейной части магистрального газопровода составляет P = 0,87.
Приемлемость этого показателя зависит от требуемой степени экологической защищенности окружающей среды.
Для оценки универсальности применения организационно-технологических схем капитального ремонта МГ на каждую схему проведена экспертиза по соответствующим критериям, значения которых заносятся в матрицу «Эксперты - Критерии»
В экспертизе приняли участие специалисты-эксперты от строительных, проектных, технологических и научно-исследовательских организаций. Рассчитывалась относительная значимость всех критериев в отдельности каждым экспертом. После этого вычислялась оценка каждого критерия. Затем рассчитывалась средняя арифметическая для каждого параметра, в результате чего были получены комплексные оценки применения технологических схем капитального ремонта.
Далее, используя функцию желательности (оценки) Харрингтона, позволяющую соединить все параметры в один, получены количественные значения интегральной оценки применения технологической схемы:
, (17)
где D - интегральная оценка рационального применения технологической схемы; di - безразмерные значения критериев.
Качественным значениям d соответствуют следующие количественные значения: схема капитального ремонта применима ко всем климатическим условиям (балл 1,0); схема применима с незначительными ограничениями (балл 0,9-1,0). К незначительным ограничениям относятся: 1) скорость ветра превышающая допустимую; 2) схема не применима для участков МГ, эксплуатирующихся в обводненной и заболоченной местности (балл 0,75-0,90).
В результате получена интегральная оценка универсальности применения организационно-технологических схем (табл. 2, где ЦГ = 1000 рубм3 103 - цена газа внутри России, ЦГ = 5400 рубм3103 - цена газа на экспорт, КЭ1 - качество производства работ, КЭ2 - производительность в погонных метрах в смену, КЭ3 - универсальность применения в различных природно-климатических условиях, КЭ4 - экономический эффект).
| Таблица 2 | |||||
| Критерии оценки технологических схем ремонта газопроводов | |||||
| № | Технологическая схема ремонта | Критерии эффективности | |||
| КЭ1 | КЭ2 | КЭ3 | КЭ4 | ||
| 1 | В траншее с подкопом под трубопровод и с поддержанием его с помощью трубоукладчиков или передвижных опор | 0,87 | 300 | 0,724 | 68 |
| 2 | Подъем и укладка на берме траншеи | 0,79 | 230 | 0,767 | 0 |
| 3 | Сплошная замена участка газопровода с его демонтажем и заменой на участок из новых труб и укладкой в существующую траншею | 0,92 | --- | 0,812 | --- |
| 4 | Подъем и укладка на лежки в траншее | 0,82 | --- | 0,724 | 58 |
| 5 | Прокладка новой нитки параллельно действующему трубопроводу | 0,92 | --- | 0,824 | ЦГ |
В четвертой главе рассмотрены вопросы организации производства капитального ремонта. Исходя из основных положений производства ремонта, организация капитального ремонта имеет целью выполнение всех видов работ поточным методом с учетом комплексной механизации, минимальных затрат времени и ресурсов, повышения производительности труда, высокого качества ремонта и снижения себестоимости работ.
В настоящее время вопрос совершенствования процесса поточного производства капитального ремонта магистральных трубопроводов наряду с совершенствованием техники и технологии является наиболее насущной задачей. Математическая модель организации ремонта газопроводов приведена на рис. 5.
Рис. 5. Схема математического моделирования организации производства капитального ремонта магистрального трубопровода
Увеличение годовых объемов и качества ремонтных работ может быть решен за счет разработки методов совершенствования организации производства и управления ремонтом газопроводов с учетом внедренной новой технологии ремонта газопроводов в траншее, что в настоящее время является наиболее передовой технологией производства ремонтных работ.
Для данной технологии разработана методика синхронизации основных видов работ. При капитальном ремонте синхронизацию отдельных видов работ нужно рассматривать с точки зрения выравнивания их темпа относительно ведущего вида работ и установления максимально допустимых сближений во времени для равномерного расходования различных видов ресурсов.
Для этого необходимо установить максимально допустимые сближения между следующими видами работ (частными потоками) (рис. 6): а) изоляционными и финишной очисткой, 1-2; б) финишной очисткой и сварочно-восстановительными 2-3, в) сварочно-восстановительными и работами по предварительной очистке 3-4, г) работами по предварительной очистке и подкопочными 4-5, д) подкопочными вскрышными работами 5-6.
Рис. 6. Допустимые сближения в потоке
В связи с тем, что ведущим работами являются изоляционно-укладочные, алгоритм синхронизации производства ремонтных работ учитывает необходимость расчетов графика с конца, т. е. от изоляционно-укладочных работ до планировки трассы (рис. 7).
Суммарное значение сближений определяется по формуле
. (18)
Таким образом, применение разработанной методики позволяет эффективно использовать ресурсы, синхронизировать все виды работ. При этом время сокращается на 12-15% в зависимости от условий производства работ.
Рис. 7. Блок-схема алгоритма синхронизации производства работ при ремонте МГ
Современный подход к организации ремонтных работ на ЛЧМГ требует разработки наиболее конкурентоспособных вариантов оценки вида ремонта и выбора наиболее эффективного, то есть наиболее адекватного конкретным условиям производства. Такое положение связано прежде всего со значительной стоимостью и трудоемкостью выполнения как основных, так и дополнительных технологических операций при ремонте участков ЛЧМГ. При этом оценка вариантов организации производства ремонтно-восстановительных работ может быть выполнена по критериям, к которым относятся как индивидуальные (приоритетные), так и дифференциальные (значимые), объединенные в интегральный.
Индивидуальные критерии представляются, как правило, в абсолютных величинах (в технико-экономических показателях стоимости, трудоемкости, энерговооруженности). При использовании индивидуальных критериев существенное влияние на определение лучшего варианта организации работ оказывает очередность применения критериев, зависящих от приоритета каждого из них. При этом возможны различные схемы применения индивидуальных критериев:
- без ограничения отбрасываемых вариантов (менее эффективных, чем отобранный по рассматриваему критерию);
- с ограничением отбрасываемых вариантов, позволяющим использовать не один, а несколько критериев;
- c распределением мест сравниваемых вариантов по каждому критерию с последующим суммированием номеров мест и признанием в качестве оптимального варианта с наименьшим показателем суммы номеров мест.
Дифференциальные показатели представляются в относительных величинах, в ограниченных пределах (от 0 до 1, от 0 до 5, от 0 до 10 и т.п.). Они объединяются с учетом коэффициентов значимости в интегральный критерий. При этом коэффициенты значимости могут задаваться (приниматься), как разработчиком,так и вышестоящим уровнем руководства с учетом конкретных условий производства и более общей задачи по отношению к рассматриваемой. Какой-либо (достаточно строго регламентированной) методики назначения коэффициентов значимости не существует (например, не представляется возможным однозначно определить, насколько лучше вариант, предусматривающий ремонт участка газопровода в более сжатые сроки, чем вариант с более дешевой стоимостью выполнения ремонтных работ).
В то же время накопленный практический опыт позволяет экспериментально назначить коэффициенты, а при неудачном назначении скорректировать их.
Анализ производства работ капитального ремонта газопроводов в условиях обводненной и заболоченной местности, а также накопленный опыт организации ремонтно-восстановительных работ, дают основание выделить следующие дифференциальные критерии оценки конкурентоспособных вариантов.
1. Критерий продолжительности ремонта (K1T), который характеризует отношение запланированной продолжительности ремонтных работ от заданной (директивной), что вызывает в большинстве случаев нарушение организации более широкого комплекса работ.
Например, отклонение запланированной продолжительности выполнения работ по балластировке газопроводов в условиях обводненной и заболоченной местности ведет к нарушению организации технологических схем засыпки и испытания, что в конечном итоге приводит к задержке с вводом отремонтированного участка в эксплуатацию.
K1T=Tд/Т, если Тд<Т
; K1Т=Т/Тд если Тд>Т, (19)
где Тд – директивная продолжительность комплекса ремонтных работ; Т – запланированная продолжительность комплекса ремонтных работ.
2. Критерий совместимости во времени (синхронизация) разнотипных видов ремонтных работ (К2ТС), характеризующий степень поточности различного варианта организации ремонта. Для условий обводненной и заболоченной местности, требующих проведения значительных объемов специальных дополнительных работ (устройство подъездных и вдольтрассовых технологических проездов, водопонижение, балластировка, промораживание ремонтной полосы и др.), данный критерий имеет важное значение при оценке конкурентно способных вариантов.
, (20)
где Т – продолжительность всего комплекса ремонтных работ; ti – продолжительность i-го вида работ; m – число видов работ.
3. Критерий соответствия потребности в ресурсах их наличию (KзР), являющийся определяющим критерием реализации любого варианта ремонтных работ. Например, метод замены всплывшего и оголенного участка газопровода является неадекватным при отсутствии труб.
K3iР=RHi/RПi, если RHi<RПi 
K3iР= RПi /RHi, если RHi>RПi (21)
, (22)
где K3iР – критерий соответствия i-го вида ресурса; RHi – объем i-го вида ресурса, имеющегося в наличии; RПi – потребный объем i-го ресурса; Ci- трудоемкость или стоимость i-го вида работ, или стоимость i-го вида ресурсов; C – общая трудоемкость или стоимость всего комплекса работ, или общая стоимость всех ресурсов, m – число видов ресурсов.
4. Критерий эффективности использования ресурсов (К4Р), характеризующий стабильность использования ресурсов, то есть степень продолжительности выполнения тех или иных видов в общем комплексе ремонта (с учетом их трудоемкости или стоимости).
При производстве ремонтных работ в условиях обводненной и заболоченной местности, технологический процесс балластировки газопроводов связан со стабильным использованием во времени железобетонных утяжелителей, которое определяет долю продолжительности выполнения работ данного вида от общей продолжительности ремонта.
(23)
где ti – продолжительность i-го вида работ; T – продолжительность всего комплекса работ.
5. Критерий непрерывности использования ресурсов (К5Р), который характеризует степень бесперебойности работ внутри каждого отдельного вида (К5iР) и в целом всего ремонта. Наличие простоев ресурсов недопустимо при выполнении строительно-монтажных работ, что ведет к увеличению стоимости ремонта газопровода:
; (24)
, (25)
где tнi – продолжительность i-го вида работ при непрерывном его выполнении; ti – запланированная продолжительность i-го вида работ.
6. Критерий эффективности продолжительности (срока) ремонтных работ (K6P).
Критерий характеризует положительный эффект от сокращения продолжительности производства ремонтных работ:
, (26)
где Ен- нормативный коэффициент эффективности; Т- продолжительность ремонтных работ.
Рассмотренные дифференциальные критерии качества организации ремонтных работ сводятся в интегральный:
, (27)
где Zi- коэффициент значимости i-го критерия (задается); n - число определяемых и учитываемых критерием.
Как уже отмечалось ранее, коэффициенты значимости задаются с учетом конкретных условий производства ремонтных работ и решения более общей (по отношению к рассматриваемой) задачи. При этом следует отметить, что если хотя бы один коэффициент из всей совокупности коэффициентов значимости равен 1 (остальные могут иметь большую величину), а коэффициенты у альтернативных, и прежде всего, у противоположных по влиянию критериев разные, то необходимо учитывать реальные требования к условиям производства работ (например, у К1Ти К6Р, К3Р и К4Р, К3Р и К5Р).
При рассмотрении методики сравнения вариантов организации производства работ необходимо отметить, что любой интегральный критерий оценки качества, включающий коэффициент значимости дифференциальных критериев, адекватен только рассматриваемым вариантам выполнения работ, находящихся в одних и тех же условиях. В случае изменения условий, и соответственно, коэффициентов значимости одни и те же варианты организации ремонтных работ будут иметь иные показатели интегральных критериев.
В этой связи более общим показателем качества любого варианта организации работ является всесторонний учет всех дополнительных затрат, возникающих в ходе капитального ремонта, а именно затрат, определяемых фактором времени - продолжительностью комплекса ремонтно-восстановительных работ и их стоимостью.
В пятой главе проанализированы технико-экономические показатели капитального ремонта МГ за последние годы.
Распределение объемов капитального ремонта участков ЛЧМГ методом переизоляции по диаметру газопроводов говорит о резко увеличивает ремонтные работы на трубах 1420 мм - до 40,4%. Несмотря на это за счет снижения объемов работ по переизоляции МГ диаметром 1220 и 1020 мм, общий объем ремонтных работ на газопроводах большого диаметра практически не изменился. Увеличение затрат на капитальный ремонт (231,3 106 руб. или 7%) связано с увеличением расхода и стоимости изоляционных материалов.
Проведена оценка эффективности применения различных технологических схем капитального ремонта МГ, а также приведены результаты внедрения работы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. Разработан метод планирования поточного производства капитального ремонта ЛЧМГ на основе кластер-анализа, который позволяет осуществлять распределение дефектов по ремонтным местам и принимать наиболее эффективное решение о дислокации ремонтных бригад на протяжении всего участка газопровода.
2. Впервые разработан метод критериальной оценки технологических схем капитального ремонта магистральных газопроводов, проведено исследование влияния каждого критерия в отдельности с учетом качества производства работ, производительности, универсальности применения и экономической эффективности.
3. Разработана методика организации поточного производства работ, позволяющая сократить весь цикл производства работ, начиная от вскрытия газопровода заканчивая сдачей объекта в эксплуатацию.
4. Разработана методика синхронизации основных видов работ, позволяющая сократить время ремонта МГ.
5. Разработаны критерии оценки эффективности организации работ по переизоляции газопроводов с учетом продолжительности, эффективности и непрерывности использования ресурсов. Научно обосновано объединение отдельных критериев эффективности в единый интегральный критерий, позволяющий с большой степенью достоверности оценить фактический эффект капитального ремонта.
6. Применительно к условиям поточного производства капитального ремонта реализован феноменологический метод оценки качества производства работ при капитальном ремонте МГ.
Основные результаты диссертационной работы представлены в следующих публикациях:
1. Халлыев Н.Х., Решетников А.Д., Крылов П.В. О повышении темпов работ при переизоляции газопроводов// Транспорт и подземное хранение газа: Науч.-техн.сб. - М.: ООО «ИРЦ Газпром». - 2005. - № 4. - С. 3-7.
2. Крылов П.В. Организация капитального ремонта магистральных газопроводов // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2005. - № 5. - С. 30-31.
3. Крылов П.В. Методика определения ремонтных мест. // Ремонт, восстановление, модернизация - 2006. - № 10. - С. 24-29.
4. Крылов П.В. О синхронизации работ при переизоляции магистральных газопроводов// Транспорт и подземное хранение газа: Науч.-техн.сб. - М.: ООО «ИРЦ Газпром». - 2006. - № 3. - С. 38-40.
5. Крылов П.В., Халлыев Н.Х. Методика синхронизации производства работ при капитальном ремонте магистральных газопроводов// Транспорт и подземное хранение газа: Науч.-техн.сб. - М.: ООО «ИРЦ Газпром». - 2006. - № 4. - С. 72-76.
6. СТО Газпром «Правила производства работ при капитальном ремонте ЛЧМГ», утвержденный ОАО «Газпром» 12.04.2006 г.
7. Халлыев Н.Х., Макаров Н.В., Крылов П.В. Научные основы организации и управления ремонтом линейной части магистральных газопроводов// Транспорт и подземное хранение газа: Науч.-техн.сб. - М.: ООО «ИРЦ Газпром». - 2006. - № 1. - С. 3-8.
8. Велиюлин И.И., Решетников А.Д., Крылов П.В. и др. Планирование ремонтных работ с учетом приоритета газопровода// Газовая промышленность. - 2006. - № 10. - С. 74-77.
Подписано к печати «____» ___________2006 г.
Заказ № ___________________
Тираж 150 экз.
2 уч.-изд.л. ф-т 60х84/16
Отпечатано в ООО «ВНИИГАЗ»
по адресу 142717, Московская область,
Ленинский р-н, п. Развилка, ООО «ВНИИГАЗ»
