Методические указания
Методика выбора объектов реконструкции и перекладки трубопроводов водоснабжения и водоотведения

М и и нсте per во ст ро н тел ьства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации

Федеральное автономное учреждение «Федеральный центр нормирования, стандартизации и оценки соответствия в строительстве»

Методические указания

МЕТОДИКА ВЫБОРА ОБЪЕКТОВ РЕКОНСТРУ КЦИИ И ПЕРЕКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ II ВОДООТВЕДЕНИЯ

Москва 2018 г.

ВВЕДЕНИЕ.......................................................................... 3

1    ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ................................................... 5

2    НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ................................................. 5

3    ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ............................................. 6

4    МЕТОДИКА СБОРА И СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ДАННЫХ ПО ПОВРЕЖДЕНИЯМ И АВАРИЯМ ВОДОПРОВОДНЫХ И ВОДООТВОДЯЩИХ ТРУБОПРОВОДОВ............................................................... 7

4.1    Планирование статистических испытаний - определение

объема доверительной информации по отказам трубопроводов.......    9

4.2    Показатели надежности трубопроводов.................................. 13

4.3    Построение математических моделей надежности

трубопроводов.................................................................... 14

4.4    Показатели надежности водопроводных трубопроводов........... 22

4.5    Показатели надежности безнапорных водоотводящих

трубопроводов...................................................................... 26

5    ОЦЕНКА И РАНЖИРОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ

НА НАДЕЖНОСТЬ ВОДОПРОВОДНЫХ И ВОДООТВОДЯЩИХ ТРУБОПРОВОДОВ............................................................... 29

5.1    Водопроводные трубопроводы............................................. 29

5.2    Напорные водоотводящие трубопроводы................................ 37

5.3    Безнапорные водоотводящие трубопроводы............................ 42

6    МЕТОДИКА ВЫБОРА ОБЪЕКТОВ РЕКОНСТРУКЦИИ И ПЕРЕКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

И ВОДООТВЕДЕНИЯ.................................................................. 48

6.1    Методика выбора объектов восстановления водопроводных

трубопроводов...................................................................... 49

6.2    Методика выбора объектов восстановления напорных

водоотводящих трубопроводов................................................. 52

6.3    Методика выбора объектов восстановления самотечных

водоотводящих трубопроводов.................................................. 55

7    ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАТРАТ И ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДИКИ ВЫБОРА ОБЪЕКТОВ РЕКОНСТРУКЦИИ И ПЕРЕКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ

ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ВОДООТВЕДЕНИЯ.................................. 59

Список использованных источников........................................... 63

Согласно методике проведения определительных испытаний [3] объем доверительной выборки равен:

NT_m =—‘Т₀,    (4.1)

где N- количество элементов, или их протяженность в км,

ау - доверительная граница по То снизу, То - ожидаемая величина наработки на отказ.

Требуемое фиксированное количество отказов г определяется следующим образом. По значению коэффициента, характеризующего доверительную границу опытной наработки на отказ сверху, которая равна а_{ =1 + <т и значению доверительной вероятности а по [5], находим значения необходимого количества отказов г, которые приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Значения количества отказов г

а 0,8 0,9 0,95 1,05 300 600 1000 U0 80 200 300 1,15 45 90 150 1,20 25 50 80

Данные, представленные в таблице 4.1, позволяют определить расчетное число отказов в зависимости от предельной относительной погрешности ст и значения доверительной вероятности а.

По известному значению г, находим значения коэффициента ау_у для различных значений доверительной вероятности а. Результаты расчета приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Значения коэффициента с/3

По данным статистических исследований изменения аварийности трубопроводов, значения ожидаемых величин интенсивности отказов/.(/) для участков трубопроводов изменяются в основном в пределах:

/(/)ш =0,05 1/Г. КМ.,    /('Wr    =4 1/г. км.,

что эквивалентно величинам наработки Т_0ят =0,25 года * 2200 час, 7’^ =10

лет % 87600 часов. Таким образом, имея значения г, as, по формуле (4.1) определяем необходимый объем испытаний. Результаты вычислений приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Объем испытаний N■ Т„ (час, км)

а as а 0,8 0,9 0,95 0,05 0,95 0,695-10"-2,76 10' 1,39 Ю'’-5,52 10 2,32 Ю‘’-9,2 10 0,10 0,91 1,94 103-7,7 10" 4,84 10-1,93 10’ 7,25 106-2,88 10' 0,15 0,875 1,13 106-^,5 10" 2,26 IO'-0,9 10' 3,75 lO’-l^ 10' 0,20 0,84 0,655 10s-2,6 10° 1,13 ю'-о^ ю’ 2,09 10'-0,834 10'

Используя данные таблицы 4.2 и задавая значение доверительной вероятности а = 0,95, характерной для инженерных расчетов, и значение

относительной ошибки а = 0,10, определим расчетное число отказов г = 300, а из таблицы 4.3 значение коэффициента аз = 0,91. Далее, задавая значения ожидаемых наработок на отказ и протяженности трубопроводов, по формуле (4.1) вычисляем значение требуемой длительности статистических испытаний Т_и= 1,05 10⁵= 12лет.

4.2 Показатели надежности трубопроводов

Под надежностью объекта (например, участка трубопровода) понимается его свойство непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого интервала времени (0;/) при условии, что в момент времени / = 0 объект был исправен [5].

Различают работоспособное и неработоспособное состояния объекта. Работоспособное - это такое состояние, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять объектом заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и конструкторской документации. Если хотя бы один из таких параметров выходит за пределы требований документации, то такое состояние объекта теоретически считается неработоспособным.

Переход объекта из работоспособного состояния в неработоспособное в теории надежности принято называть отказом. Таким образом, отказ - это случайное событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта.

Функция надежности /?(/). Эта функция (иногда ее называют просто «надежность») определяется как вероятность события, состоящего в том, что элемент (участок трубопровода) безотказно действует в течение интервала (0,/) при условии, что при / = 0 он был работоспособен.

Если известна функция плотности распределения вероятности безотказной работы /(/), то функция надежности, может быть найдена по формуле:

/<0=?/(0Л.

t

Интенсивность отказов Л(/). Под интенсивностью отказов понимается вероятность возникновения отказа элемента в единицу времени при условии, что до времени / он был в работоспособном состоянии. Связь интенсивности отказов с до и р{0 определяется выражением:

M-WY    ¹⁴²¹

Иногда интенсивность отказов называют функцией риска. Через известную интенсивность отказов Л(0 могут быть выражены функция плотности распределения вероятности до отказа до и функция надежности Р(0 элемента:

~№)dt

№ = т-е ⁰    ,    (4.3)

1*0=е ⁰    (4.3)

Среднее время наработки до отказа Т_р определяется как математическое ожидание случайного времени безотказной работы. При известной /(/), т находится по выражению:

^Tp=Jtf(t)dt.    (4.4)

Среднее «время жизни» элемента связано с его функцией надежности р(0 выражением:

T_p = Jp(t)dt₉    (4.5)

для экспоненциального распределения среднее время наработки до отказа 7'р = \/А_ОУ т.е. численно равно величине, обратной интенсивности отказов.

4.3 Построение математических моделей надежности трубопроводов

Подбор математической модели - функции плотности распределения случайной величины/(.v) - числа отказов объекта (участка трубопровода) включает:

1)    вычисление статистических оценок случайной величины;

2)    собственно подбор вида функции /(дг);

3)    проверка гипотезы об адекватности подобранной функции данным выборки.

Вычисление статистических оценок случайной величины.

Положим, имеется выборка, содержащая п зафиксированных значений случайной величины X : х_1Ух₂,...х„. Тогда оценка математического ожидания

этой случайной величины т_х рассчитывается как среднее значение наблюденных данных, по выражению:

Подбор функции плотности распределения вероятностей /(*) случайной переменной по ее наблюденным значениям x_t,x₂,..jc_a осуществляется последовательным выполнением следующих процедур [5].

а)    Строится статистический ряд случайной величины X (числа отказов участков трубопроводов). С этой целью весь диапазон наблюденных значений (от самого малого до самого большого) подразделяется на несколько интервалов (не обязательно равных) и подсчитывается, какое количество данных попадает в каждый интервал.

б)    Полученный статистический ряд представляется графически в виде гистограммы (статистическое распределение). По горизонтальной оси гистограммы последовательно, по мере их возрастания откладываются интервалы изменения экспериментальных значений, на каждом из которых, как на основании, строится прямоугольник с площадью, равной частоте попаданий наблюденных значений именно в этот интервал.

в)    На основании визуального анализа гистограммы подбирается теоретическая функция распределения f(x), график которой «сглаживает» гистограмму (иначе - выдвигается гипотеза относительно вида закона распределения). Чаще всего, в качестве такой функции выбирают один из известных законов плотности распределения случайных величин, например, нормальный, экспоненциальный, закон Вейбулла [4,5].

г)    Выдвинутая гипотеза относительно функции f(x) проверяется на соответствие исходным наблюденным данным по критерию согласия.

В основе критерия согласия лежит случайная выборка, т. е. наблюденные значения представляют собой результаты случайного выбора. Этот критерий зависит от характеристик выборочного распределения, которое возникает, если множество значений является результатом случайной выборки. В этих условиях разность между наблюденными и ожидаемыми значениями приписывается случаю, т. е. выборочной ошибке.

Для выявления «согласия» между подобранной функцией /(дг) и статистическим распределением изначально выдвигается гипотеза (называемая нулевой), состоящая в предположении, что нет существенного различия между двумя распределениями (наблюденных и теоретически ожидаемых результатов), а любое зафиксированное расхождение случайно и объясняется лишь выборочной ошибкой, т. е. ограниченностью числа наблюдений исследуемой случайной величины.

При решении подобных задач рекомендуется использовать критерий X² или, иначе, критерий согласия Пирсона. Количественной мерой расхождения между гистограммой и сглаживающей ее функцией /(х) в этом случае считается величина так называемой статистики X², рассчитываемой по выражению:

(4.10)

где 1 - число событий, по которым определяется мера X²; у, - число отказов, попавших в /-й интервал;

/;Р,- математическое ожидание числа отказов в /-м интервале при принятой гипотезе.

Гипотеза Но принимается, если выполняется условие:

Х²£Х;(к),К = 1-1-с,

здесь с - число параметров распределений, оцениваемых по той же статистике.

Исходный статистический материал по отказам и восстановлениям участков трубопроводов исследуемой водопроводной или водоотводящей сети должен быть собран за расчетный (на основании планирования статистических испытаний) промежуток эксплуатации и систематизирован для каждого диаметра и материала труб.

Доверительный интервал для показателей надежности принимается в зависимости от принятого предположения о законе распределения

исследуемого события (частоты отказов, времени между отказами, среднего времени восстановления) объема наблюдений и стандартного отклонения а с уровнем значимости а = 0,05.

Обработка исходного материала необходимо вести в последовательности:

-    составляются вариационные ряды времени наработок между отказами,

T|, Т2,Т, и времени восстановления    *t£*    участков    трубопроводов    и

строятся гистограммы частот исследуемых случайных величин;

-    по критерию согласия X² проверяется степень согласованности статистических (эмпирических) и теоретических распределений Т или (наработок на отказ и среднего времени восстановления) [5,9, 10]. В качестве теоретических распределений рекомендуется использовать экспоненциальный закон и распределение Эрланга;

определяются численные показатели надежности участков трубопроводов в распределении по величине диаметра и материала труб.

Предварительно необходимо проводить проверку однородности данных о наработках на отказ участков трубопроводов. Проверка однородности выполняется по критерию /, который имеет распределение Стыодента с К = п - 2 степенями свободы [5,8].

_r_

Jn-nj-njpJ'

J_HJ - наибольшие отклонения средней подгруппы от общей средней

s

п - объем выборки;

П; - объему-й подгруппы;

s - среднее квадратическое отклонение данных в выборке.

Дня примера в таблице 10 приведены результаты проверки однородности данных о наработках на отказ участков трубопроводов

IS

Московского водопровода. При построении гистограмм - статистического аналога плотности распределения наработки на отказ участка водовода или сети, значения /(t,),/(t₂)...../(0 вычисляются по формуле:

;    (4.13)

где // - длина /-го интервала.

Число разбиения К вариационного ряда определяется по выражению:

K = i + 3.3fcn;

Плотность теоретического распределения наработки на отказ вычисляется по формуле:

/(/)=Л <Г^Л/ ;    (4.14)

, 1

где Л = —;

То

То - среднее время наработки на отказ участка водовода или сети. Таблица 10 - Результаты проверки однородности данных о наработках на отказ участков стальных трубопроводов Московского водопровода.

Д = 100 мм

Нс, - нулевая гипотеза: данные однородны.

Характеристика Данные о 7J (годы, трубы стальные Д = 100 мм) объекта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,4 1,6 1,3 0,46 1,6 0,7 0,86 1,15 1,15 п = 48 0,35 1,5 2,4 0,79 3 0,96 1 1,5 U х = 1,08 0,35 1,6 1,5 0,7 1,6 0,76 1,2 1,3 0,9 0,3 0,9 М 0,65 1,6 0,77 0,8 1 0,36 1,4 1,3 0,8 1,2 0,8 0,97 1,15 ni 5 5 5 5 5 5 5 5 3 X 0,35 1,4 1,52 0,68 1,8 0,8 0,96 1,22 0,75

S2 =0,212, 5 = 0.46

V‘n-n₎-n_rJ_nJ

К = /7-2 = 46    /_а(к) = 2,0129,<* =    0,05

Вывод: t > t_w(K), 1,339 < 2,0129. Н₀-гипотеза не отвергается.

В таблице 11 приведены результаты проверки гипотезы о распределении наработки на отказ по экспоненциальному закону. Приведенные оценки показывают, что нулевая гипотеза Но не отвергается.

Доверительный интервал для оценки средней наработки на отказ участка водовода или сети Т₀ определялся по неравенству:

T₀-^(To<T₀₊/-f;    (4.15)

V//    v//

где / - табулированное значение критерия Стьюдента, взятого при уровне значимости а = 0,05 и числа степеней свободы К = п - 1.

Таблица 11 Проверка гипотезы о законе распределения наработки на отказ участков чугунных трубопроводов Московского водопровода Д = 100 мм

Н0- нулевая гипотеза: закон экспоненциальный.

Характеристика объекта 1 АТ Yi Р, n-Pi Yi-nP, (г,—р.)’ П-Р, Трубы чугунные 1 0-2 20 0,53 24,4 -4,4 0,79 Д = 100 мм 2 2-4 8 0,3 13,1 -3,8 1,04 3 4-6 5 13 То = 4,66 год 4 6-8 4 Л =0,21 5 8-10 3 0,17 7,82 5,2 3,45 л = 43 6 10-12 6 13 Итого: 5,28

ВВЕДЕНИЕ

Стратегическое    планирование    восстановления    трубопроводов

водоснабжения и    водоотведения    представляет    собой важную

государственную задачу для обеспечения их надежности, оценки размеров требуемых инвестиций для модернизации и реконструкции и обоснования тарифа на услуги водоснабжения и водоотведения.

Интенсивность работ по перекладке и реконструкции трубопроводов водоснабжения и водоотведения на большинстве предприятий водопроводно-канализационного хозяйства (ВКХ) городов России в настоящее время является недостаточной, имеет место факт старения и износа сетей.

Опыт эксплуатации и анализ зарубежных и отечественных исследований в области оценки надежности и планирования восстановления трубопроводных коммуникаций показали, что принцип работы, заключающийся в проведении ремонтно-восстановительных работ или реконструкции труб только там, где произошла авария (стратегия «пожарной команды»), ведет к застою в области реконструкции сетей. Необходима научно-обоснованная методика выбора объектов реконструкции и перекладки трубопроводов водоснабжения и водоотведения.

Существующая в России нормативно-методическая база в области строительства и эксплуатации коммунальных трубопроводов нс содержит каких-либо указаний или рекомендаций в области планирования восстановления трубопроводов.

Методические указания разработаны в развитие положений СП 31.13330.2012 «СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения», СП 32.13330.2012 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения» и СП 272.1325800.2016 «Свод правил системы водоотведения городские и поселковые. Правила обследования и выбора объектов и методов реконструкции» для реализации требований, заложенных в сводах правил, и выполнения грамотного и рационального выбора объектов реконструкции и перекладки трубопроводов    водоснабжения    и

3

Вывод: Ho-гипотеза не отвергается.

Задача статистической обработки данных о продолжительности восстановления участков трубопроводов заключается в проверке однородности данных, построении эмпирической функции распределения времени восстановления (ликвидации аварии) /_в, аппроксимации полученной функции теоретическим законом распределения случайных величин.

В общем виде плотность распределения потока восстановлений по закону Эрланга 2 порядка описывается по формуле:

(4.16)

а функция распределения времени восстановления оценивается по формуле:

(4.17)

где /. - среднее время восстановления участка сети (час).

Для этого распределения среднее время восстановления находится в пределах:

V/I    "    V//

где среднее время восстановления, (оценивалось как средневзвешенная величина);

В таблице 12 приведен пример проверки гипотезы о распределении времени восстановления участков водопроводных трубопроводов по закону Эрланга - 2-го порядка.

водоотведения.

Методические указания разработаны для применения специалистами, чья деятельность связана с проектированием, строительством и эксплуатацией централизованных систем водоснабжения и водоотведения, в том числе:

-    предприятий водопроводно-канализационного хозяйства (ВКХ),

-    государственных и иных органов экспертизы и согласования.

Пособие подготовлено авторским коллективом в составе: к.т.н. Д.Б. Фрог, д.т.н. О.Г. Примин, к.т.н. П.Л. Карасев, к.т.н. Г.П. Варюшина, к.т.н. О.Б. Говоров, Г.Н. Громов, Д.В. Худякова

1    ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Методические рекомендации распространяются на проектирование и эксплуатацию трубопроводов централизованных систем наружного водоснабжения и водоотведения населенных пунктов и объектов народного хозяйства.

2    НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

Федеральный закон от 7 декабря 2011 г. № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении»

СП 31.13330.2012 «СНиГ! 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения»

СП 272.1325800.2016 «Системы водоснабжения городские и поселковые. Правила обследования и выбора объектов и методов реконструкции»

СП 32.13330.2012 «СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения»

ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. ГОСТ 27.502-83 «Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений»

3 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В Методических указаниях применены следующие термины с определениями [1,2]:

Надежность объекта - участка водопроводного или водоотводящего трубопровода - свойство непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого интервала времени (0; /) при условии, что в момент времени / = 0 объект был исправен. Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость, или определенные сочетания этих свойств.

Показатель надежности - количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта.

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Интенсивность отказов участка трубопровода - плотность вероятности возникновения отказа в рассматриваемый момент времени, (то есть риск появления отказа (аварии или повреждения) трубопровода).

Водоснабжение - водоподготовка, транспортировка и подача питьевой или технической воды абонентам с использованием централизованных или нецентрализованных систем холодного водоснабжения.

Водопроводная сеть - комплекс технологически связанных между собой инженерных сооружений, предназначенных для транспортировки воды, за исключением инженерных сооружений, используемых также в целях теплоснабжения;

Водоотведение - прием, транспортировка и очистка сточных вод с использованием централизованной системы водоотведения.

4 МЕТОДИКА СБОРА И СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ДАННЫХ ПО ПОВРЕЖДЕНИЯМ И АВАРИЯМ    В0Д011РОВОДН ЫХ    И    ВОДООТВОДЯ ЩИХ

ТРУБОПРОВОДОВ

Практика эксплуатации централизованных систем водоснабжения и водоотведения показывает, что нарушения нормального уровня их функционирования связаны в основном с авариями (отказами) на участках трубопроводов сети - наиболее функционально значимых и уязвимых элементов этих систем.

Нарушения работы участков трубопроводов, препятствующие нормальному выполнению заданных    функций водоснабжения    и

водоотведения, обуславливаются различными случайными событиями. Единственным путем оценки возможности появления таких событий, закономерностей их возникновения и повторения являются сбор и обработка статистических сведений по всем авариям и повреждениям трубопроводов, (для самотечных водоотводящих трубопроводов - засоров).

Эти сведения позволяют установить численно вероятность возникновения тех событий, которые могут привести к отказу участка трубопровода и нарушению нормального функционирования водопроводной и водоотводящей сети в целом.

Отказ (авария, повреждение) участка трубопровода может возникнуть в любой момент времени и влечет за собой необходимость ремонтных работ непосредственно с момента возникновения отказа с целью восстановления работоспособности трубопровода.

Основным информационным материалом для статистической обработки эксплуатационных данных по повреждениям и авариям водопроводных и водоотводящих трубопроводов являются данные по эксплуатации ее элементов - участков трубопроводов, а именно:

-    данные по отказам (авариям) и восстановлениям участков трубопроводов в распределении по материалам труб, диаметрам и срокам эксплуатации,

-    данные по паспортизации и инвентаризации трубопроводов. Поскольку повреждения и аварии участков труб сети возникают под

воздействием случайных факторов, их изучение возможно только на основе сбора, накопления эксплуатационных данных и последующей их обработки статистическими методами. При сборе статистических данных по аварийности трубопроводов за основу получения исходных эксплуатационных данных по отказам (авариям с изливом воды) участков трубопроводов системы, особенно тех, срок службы которых истек, должны приниматься:

данные по эксплуатации трубопроводов и оборудования, исполнительная документация на участки трубопроводов, карточки-заявления приема заявок по имевшим место авариям за принятый интервал наблюдений, диспетчерский журнал.

В качестве основных случайных величин, исследуемых при оценке надежности участков трубопроводов водопроводной и водоотводящей сети принимаются: число отказов этих элементов в определенный интервал времени, сроки службы их до отказа (наработка на отказ), время восстановления работоспособного состояния участка трубопровода (ликвидации аварии).

Сбор статистических данных по отказам трубопроводов рекомендуется проводить по следующей схеме:

1) изучение исполнительной документации на исследуемые участки трубопроводов - наличие и фиксация дестабилизирующих надежность труб факторов, время возникновения первой аварии и ее причина, а также суммарное время отключения участка на период проведения ремонтновосстановительных работ;

2) из данных эксплуатации водопроводной и водоотводящей сети, диспетчерских журналов и карточек-заявлений фиксируются статистические данные в виде таблиц, где указываются число аварий участка трубопровода, с разбивкой по материалам труб, диаметрам, годам, вплоть до года его укладки.

Методика статистической обработки эксплуатационных данных по повреждениям и авариям участков трубопроводов водопроводных и водоотводящих трубопроводов состоит из последовательного выполнения трех этапов.

1.    Планирование статистических испытаний - определение объема доверительной информации по отказам трубопроводов.

2.    Построение математических моделей надежности трубопроводов -выявление эмпирических и теоретических законов распределения отказов и длительности восстановления трубопроводов.

3.    Оценка показателей надежности трубопроводов и факторов, формирующих законы их изменения.

4.1 Планирование статистических испытании - определение объема довертелыюн информации но отказам трубопроводов.

Одной из главных задач организации и проведения расчетов по оценке надежности трубопроводов является определение объема статистических испытаний - т. е. установление длительности периода, в течение которого необходимо собрать статистические данные по отказам (авариям, засорам) трубопроводов, чтобы получить достоверные оценки показателей их надежности.

Интервал времени эксплуатации трубопроводов, за который должны быть собраны статистические данные по их отказам, рекомендуется определять на основании плана определительных испытаний, регламентированного ГОСТ 27.502-83 «Надежность в технике. Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений» [2].

За основу при определении характеристик объема доверительной информации следует принимать план типа (N_y R, г) для восстанавливаемых элементов, где:

N- количество элементов, поставленных под наблюдение (в данном случае протяженность водопроводных или водоотводящих трубопроводов, км),

R - планы, в которых отказавшие элементы ремонтируются, или заменяются новыми,

г - число отказов труб или предельных состояний, до возникновения которых проводятся наблюдения.

Планирование определительных испытаний участков трубопроводов дает возможность с заданной достоверностью результатов (доверительная вероятность - а) и их точностью (относительная предельная ошибка - а), определить характеристики объема испытаний (число отказов - г, длительность испытаний - Т„ и т.д.).

Следует отметить, что планирование определительных испытаний можно провести в случае, если установлены законы распределения исследуемых величин. Установлено, что изменение числа отказов водопроводных и водоотводящих трубопроводов во времени, в пределах допускаемой ошибки, подчиняются закону распределения Пуассона. Поэтому в качестве исходной математической модели рекомендуется принять этот закон [4,5].

При этом учитывалось, что для восстанавливаемых элементов, у которых поток отказов простейший, т. е. случайное число отказов распределено по закону Пуассона, промежутки времени между последовательными отказами (наработка на отказ) имеют экспоненциальное распределение.

В этой связи планирование статистических испытаний проводится исходя из экспоненциального закона распределения наработок на отказ.