توسعه توابع شکنندگی دو متغیره برای سیستم های لوله در مجتمع های صنعتی

ازآنجاییکه پالایشگاه یکی از ارکان اساسی در صنعت نفت و گاز محسوب میشود، بررسی آسیبپذیری تجهیزات پالایشگاهی، شامل لوله ها، مخازن و ... در برابر عوامل تهدیدکننده از جمله حوادث طبیعی بسیار حائز اهمیت است. این مساله بخصوص درکشور لرزه خیزی همچون ایران، از اهمیت مضاعفی برخوردار میباشد. در این پژوهش، یک مطالعة موردی با هدف ارزیابی آسیبپذیری لرزه ای قسمتی از سیستم لولة واحد آیزوماکس پالایشگاه تهران، انجام شده است. بدین منظور در گام اول جمع آوری اطلاعات، کلیة نقشه های ایزومتریک مربوط به خطوط لوله در پالایشگاه، بمنظور تعیین مشخصات مصالح، ابعاد هندسی و بارهای موجود گردآوری شده است. در گام دوم، خط لوله موردنظر در نرم افزار اجزاء محدود آباکوس تحت بارگذاریهای گرانش، فشارداخلی و با درنظرگرفتن اثر هرسه مولفة 157 رکورد زلزله تحت تحلیل تاریخچه زمانی دینامیکی قرارگرفته است و در گام سوم با دریافت خروجی تنش بیشینه خط لوله، برای هر 157 رکورد زلزله با بکارگیری روش تحلیلی، منحنیهای شکنندگی تک متغیره ترسیم شده است بطوریکه این منحنیها احتمال خرابی سیستم لوله را با تغییر مقادیر شتاب و یا سرعت بیشینه بصورت جداگانه نشان میدهند. سرانجام، توابع شکنندگی دومتغیره (سطوح شکنندگی) نیز که احتمال خرابی سیستم لوله را با تغییر مقادیر شتاب و سرعت بیشینه به صورت همزمان نشان می دهد، ترسیم شده است. با این هدف، بیشینه تنش فون مایسز در سیستم لوله به عنوان شاخص خرابی استفاده شده و مطابق آیین نامه asme، تنش مجاز به عنوان آستانه محاسبه احتمال فراگذشت در نظر گرفته شده است. نتایج حاکی از آن است که استفاده از دو پارامتر زلزله در تهیة منحنی های شکنندگی، نتیجه قابل اطمینان تر و واقعی تری را ارائه می دهد. همچنین نتایج حاصل از تحلیل های دینامیکی تاریخچة زمانی برروی سیستم لولة مورد بررسی نشان میدهد که دو قطعه زانویی در سیستم خط لولة مورد بررسی بیشترین آسیب را میبینند.

Development of Two-Variable Fragility Functions for Piping Systems in Industrial Plants

Regarding that refineries are essential facilities in oil and gas industries, evaluation of their equipment’s vulnerability, including piping systems, tanks and … subjected to natural hazards is of great importance. This issue is more crucial in Iran as a highly seismic country. In this research a case study has been carried out with the aim of seismic evaluation of a part of piping system of Isomax unit of Tehran oil refinery. For this purpose, first all required information and drawing maps have been gathered to identify the materials’ characteristics, geometry, and applied loadings. Then, the considered piping system has been modeled in ABAQUS finite element software, subjected to gravity, internal pressure and 3component earthquake acceleration records of 157 earthquakes, by time history analyses (THA). In the third stage, by using the maximum von Mises stress in the piping system for all 157 cases of THA, the singlevariable fragility curves, once by using PGA, and once more using PGV as the IM, have been developed. Finally, the twovariable fragility function (fragility surface) has been developed for the piping system. Results show that the twovariable fragility functions are much more reliable than singlevariable ones. Results also show that the two knees in the piping system are the more vulnerable parts.