«Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе»

Нейросетевые технологии для расчета коэффициентов концентрации напряжений, вызванных равномерной коррозией, на морских стационарных платформах

УДК: 622.276.04:004.032.26
DOI: -

Авторы:

¹ РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, Москва, Россия

Ключевые слова: охрана труда, аварийная ситуация, коэффициенты концентрации напряжений, равномерная коррозия, нейронная сеть, аналитические формулы, морские стационарные платформы, коррозионные зоны, толщина стенок труб

Аннотация:

В статье рассмотрена актуальная проблема обеспечения безопасности труда и экологической безопасности при эксплуатации морских нефтегазовых платформ, элементы которых подвержены равномерной коррозии. Исследовано снижение риска аварийных ситуаций на платформах за счет своевременного выявления перенапряжений конструктивных элементов, обусловленных коррозионным воздействием. Разработана методика комплексной оценки напряженного состояния конструкций с учетом совокупного влияния трех коррозионных зон: надводной, периодического смачивания и подводной. Установлено, что комбинированный расчет выявляет неодинаковую степень влияния каждой зоны, что может привести к ошибкам в традиционных оценках прочности и надежности конструкций, увеличивая риски для безопасности персонала. По результатам численного моделирования обучена нейронная сеть, позволяющая рассчитывать коэффициенты концентрации напряжений с учетом неравномерного уменьшения толщины стенок. Нейросеть аппроксимирована в виде формул, что обеспечивает оперативную оценку напряженного состояния конструкций. Предложенный подход существенно повышает точность оценок и способствует повышению уровня безопасности труда.

Список литературы:

1. Маданияти М., Васильев Г.Г. Коррозионное поведение трубопроводной стали X80 в различных средах // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2024. – № 4(142). – С. 67–69.
2. Мардамшин В.Р. К вопросу оценки опасности стресс-коррозионных трещин в металле стального газопровода // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. – 2022. – № 3(129). – С. 51–56. – DOI: 10.33285/1999-6934-2022-3(129)-51-56
3. Карпов В.А., Ковальчук Ю.Л., Ильин И.Н. Экологические аспекты разработки и применения средств защиты от обрастания и коррозии в морской воде // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. – 2008. – № 2. – С. 33–35.
4. Маркович Р.А., Кан М.К., Михайлов С.В. Коррозия и методы защиты зоны переменного смачивания металлоконструкций гидротехнических сооружений эстакадного типа // Гидротехника. – 2014. – № 4(37). – С. 28–35.
5. Староконь И.В. Проблемы оценки и продления остаточного ресурса морских стационарных платформ // Стр-во нефтяных и газовых скважин на суше и на море. – 2019. – № 12. – С. 51–54. – DOI: 10.30713/0130-3872-2019-12-51-54
6. Multifactored accelerated marine corrosion of immersed steels influenced by washed ashore Sargassum rafts / D. Bénuffé, F. Radouani, M. Quemener [еt аl.] // Marine Environmental Research. – 2025. – Vol. 204. – P. 106924. – DOI: 10.1016/j.marenvres.2024.106924
7. Cui Bingyan, Wang Hao. Pipeline Corrosion Prediction and Uncertainty Analysis with an Ensemble Bayesian Neural Network Approach // Process Safety and Environmental Protection: Transactions of the Institution of Chemical Engineers, Part B. – 2024. – Vol. 187. – P. 483–494. – DOI: 10.1016/j.psep.2024.05.011
8. Староконь И.В. Проблемы оценки ресурса морских нефтегазопромысловых сооружений ферменного типа с учетом влияния окружающей среды: моногр. – М.: РГУ нефти и газа (НИУ) им. И.М. Губкина, 2019. – 216 с.
9. Староконь И.В. О влиянии коррозионного воздействия на развитие усталостных трещин на морских нефтегазовых сооружениях (МНГС) // Фундаментальные исслед. – 2012. – № 11-5. – С. 1214–1219.
10. Федотов С., Синицин Ф. Машинное обучение: рук. – 2024. – URL: https://education.yandex.ru/handbook/ml/article/about (дата обращения 02.10.2024).
11. Investigation of the corrosion factor to the global strength of aging offshore jacket platforms under different marine zones / N.A. Othman, M.H. Mohd, M.A.A. Rahman [еt аl.] // Int. J. of Naval Architecture and Ocean Engineering. – 2023. – Vol. 15. – P. 100496. – DOI: 10.1016/j.ijnaoe.2022.100496
12. Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Правила проведения экспертизы промышленной безопасности": приказ Ростехнадзора от 20.10.2020 г. № 420. – URL: http://mos.gosnadzor.ru/about/documents/Приказ%20РТН%20№%20420%20от%2020.10.2020.pdf (дата обращения 12.04.2025).