Estimering av tid til brudd i rørnettverk

Abstract

En av de mest alvorlige nødsituasjonene på et prosessanlegg for olje og gass, er en brann. Vegger i beholdere og rør vil da overhetes, samtidig som det foregår en termisk ekspansjon av inventaret. Dette vil medføre svekkede materialegenskaper og økt trykk i de isolerte segmentene. Et brudd i et segment vil kunne føre til eskalering av situasjonen og sette menneskeliv i fare. For å unngå at beholdere og rør går til brudd, gjennomføres en trykkavlastning. På denne måten vil spenningene i rørveggene avta, og et eventuelt brudd vil kunne forhindres. Om et rør går til brudd vil trykkavlastningen begrense konsekvensene ved at mesteparten av hydrokarbonene er sendt til fakkelen.

Metoden for å estimere tid til brudd er en funksjon av flere parametere. Både segmentgeometri, trykkavlastning, samt temperaturrespons og spenninger i rørveggene vil være med å påvirke eventuelle rørbrudd. For å få innsikt i hvordan disse parameterne påvirker tid til brudd, er det gjennomført en studie av forløpet fra deteksjon av en brann til gassen blir brent av i fakkelen, sammen med teori bak materialegenskaper.

Formålet med oppgaven er å utvikle et verktøy, som på bakgrunn av disse parameterne avgjør om, og når rør går til brudd. Det finnes allerede verktøy som estimerer tid til brudd, derfor er det utviklede programmet utformet med et enklere og mer intuitivt brukergrensesnitt. Programmet gir enkelt tilgang til nødvendig informasjon for videre evaluering av segmenter.

Resultatene i det utviklede programmet sammenlignes med metoden brukt i dagens industri. Casene er hentet fra operative prosessanlegg på norsk sokkel. Grafiske plott for trykkavlastningskurver og spenninger i rørveggen mot UTS-kurver er sammenlignet. Ingen av rørene i hovedcasen går til brudd og resultatene stemmer bra med metoden brukt i dagens industri, men utføres på en enklere og mer effektiv måte. Det kan konkluderes med at programmet utviklet i oppgaven har en lavere terskel for brukeren, er mer effektivt og møter standardene i dagens industri.