MOST CITED
Update: 2021-07-01
Task „Implementation of procedures ensuring the originality of scientific papers published in the quarterly „Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability” financed under contract 532/P-DUN/2018 from the funds of the Minister of Science and Higher Education for science dissemination activities.
Robert Pilch
Prognozowanie uszkodzenia ciepłociągu na podstawie oceny ryzyka eksploatacji
W artykule przedstawiono procedurę postępowania w wyznaczenia okresu użytkowania ciepłociągu eksploatowanego w zakładach górniczych. Na podstawie badań przeprowadzonych w warunkach rzeczywistej eksploatacji prognozowano awarię rurociągu, która może być spowodowana pęknięciem na skutek przekroczenia jego wytrzymałości. Opisano warunki eksploatacji ciepłociągu i czynniki wpływające na jego degradację. W ujęciu probabilistycznym oszacowano ryzyko eksploatacji i wyznaczono okres użytkowania, po którym powinna nastąpić wymiana rurociągów.
Forecasting the failure of a thermal pipeline on the basis of risk assessment and exploitation analysis
In this paper, a procedure for determining the utilisation period of a thermal pipeline, exploited in mining plants was presented. On the basis of analyses conducted in the real life situations, the pipeline failure, which could be caused by its bursting due to exceeding pipeline strength, was forecasted. The exploitation conditions of the thermal pipeline and factors contributing to its degradation were also analysed. Using the probability sampling method, the exploitation risk was assessed and the lifespan of the pipelines, after which the pipelines shall be replaced by new structures, were determined.
Wyznaczanie czasu eksploatacji ciepłociągu na podstawie identyfikacji stanów granicznych
W artykule przedstawiono metodykę wyznaczania granicznego czasu eksploatacji rurociągu. Podstawą wyznaczenia tego czasu jest korozja wżerowa powodująca lokalne zmniejszanie grubości ścianek rurociągu. W analizie wzięto pod uwagę trzy stany graniczne decydujące o wytrzymałości rurociągu. Oszacowano, że rozkład grubości ścianek jest zgodny z rozkładem normalnym a przekroczenie granicznych wartości grubości ścianki rurociągu na zadanym poziomie prawdopodobieństwa jest podstawą do określenia czasu jego eksploatacji.
Determining of hot water-pipe exploitation time on the basis of limiting states
Methodology for determining the limiting time of the hot water-pipeline exploitation has been described in the present study. Pitting corrosion causing local reduction of the hot water-pipeline wall thickness was assumed as the basis of the limiting time determining. Three limiting states influencing the hot water-pipeline strength were taken into consideration in the executed analysis. It was estimated that the wall thickness distribution is consistent with normal distribution as well as that exceeding of the hot water-pipeline wall thickness limiting values within given probability level is a basis for the exploitation time determining.
Zastosowanie metod faktoryzacji oraz symulacji czasowo-przestrzennej do oceny niezawodności sieci wodociągowych
W artykule przedstawiono sposób wyznaczenia niezawodności sieci wodociągowych przy wykorzystaniu algorytmu faktoryzacji. Jest to metoda oparta na teorii grafów i ich redukcji, umożliwiająca obliczenie niezawodności układu o określonej strukturze połączeń między elementami ale bez wyznaczania jego struktury niezawodnościowej. Dla wybranej sieci wyznaczono wpływ uszkodzenia poszczególnych odcinków rurociągów na jej niezawodność. W sieciach wodociągowych szczególnie ważne jest zapewnienie odpowiednich parametrów dostarczanej wody. Za pomocą symulacji czasowo-przestrzennej określono wartości wskaźnika warunków poboru wody WWPW w całej analizowanej sieci oraz jego zmiany, w efekcie uszkodzenia wytypowanych odcinków rurociągów. Przedstawione metody faktoryzacji i symulacja czasowo-przestrzenna, do wyznaczenia wartości wskaźnika WWPW, wzajemnie się uzupełniają w ocenie niezawodności. Pozwalają zwiększyć wiarygodność oceny niezawodności i mogą być wykorzystywane w prowadzeniu racjonalnej eksploatacji sieci wodociągowych.
Application of factoring and time-space simulation methods for assessment of the reliability of water-pipe networks
This article presents a method for determining the reliability of water-pipe networks through the application of factoring algorithms. This is a method based on graph theory and graph reduction, making it possible to calculate the reliability of a system with a specific structure of connections between its elements without determining its reliability structure. The impact of damage to individual pipeline segments on a network’s overall reliability was also determined. In water-pipe networks, it is also particularly important to ensure that the appropriate parameters of water are maintained. Values of the water supply conditions index (WSCI) in the entire analysed network and changes resulting from damage to selected pipeline segments were determined by means of time-space simulation. The presented factoring and time-space simulation methods for determining WSCI index values are mutually complementary in the assessment of reliability. They make it possible to improve the credibility of reliability assessment and may be used to conduct rational usage of water-pipe networks.
Niezawodność sieci z uszkadzającymi się i odnawianymi połączeniami oraz węzłami
W opracowaniu przedstawiono metodę wyznaczania niezawodności sieci, w których elementy (połączenia i węzły) mogą się uszkadzać i są odnawiane. Przedstawiona metoda wykorzystuje algorytm faktoryzacji, zaproponowaną metodę π oraz symulację komputerową. Na podstawie algorytmu faktoryzacji wyznaczany jest wzór do dokładnego obliczania niezawodności sieci jako prawdopodobieństwa połączenia między wybranym zbiorem K węzłów (RN(K)). Obliczana w ten sposób niezawodność dotyczy przypadków gdy tylko połączenia mogą się uszkadzać i nie są odnawiane. W celu obliczania niezawodności sieci z odnawianymi połączeniami i węzłami wprowadzono quasi uszkodzenia połączeń, które występują na skutek uszkodzeń węzłów do nich przyległych – metoda π. Opracowana metoda pozwala uwzględnić odnawianie wszystkich elementów sieci po uszkodzeniu jak również możliwość wyboru zbioru węzłów (Nf), które mogą się niezależnie uszkadzać. Ponadto rozkłady prawdopodobieństwa czasu pracy do uszkodzenia dowolnie określonych zbiorów węzłów i połączeń mogą być różne. Do zaproponowanej metody opracowano symulacyjny model obliczeniowy, który umożliwia wyznaczenie niezawodności sieci (RN(K)(t)) z odnawianymi połączeniami i węzłami. Zgodnie z opracowanym modelem wykonano przykładowe obliczenia numeryczne i przedstawiono ich wyniki.
Reliability evaluation of networks with imperfect and repair able links and nodes
The paper presents the method for determining the reliability of a network whose elements (links and nodes) are imperfect (canfail) and repairable. The presented method uses the factoring algorithm, proposed π method and computer simulation. The factoring algorithm is used to obtain a formula for accurate computation of network reliability as a probability of connectedness among the specified set of nodes K (RN(K)). The reliability calculated in this way relates to cases when only links can fail and are unrepairable. In order to calculate the reliability of a network with repairable links and nodes, we introduced quasi-failures of links which occur as a result of failures of adjacent nodes – the π method. The developed method allows accounting for the repair of all the network elements after failure, as well as choosing the set of nodes (Nf) which can fail independently. In addition, the probability distributions of failure time of freely specified sets of nodes and links can be different. A simulation computational model was developed for the method which allows for determining the reliability (RN(K)(t)) of a network with repairable links and nodes. Examples of numerical calculations were performed according to the developed model and the results are presented.
Metodyka szacowania niezawodności układów sieciowych na przykładzie komunikacji miejskiej
W artykule zaprezentowano opracowaną metodykę szacowania niezawodności układów sieciowych. Rozwiązanie to umożliwia dokonywanie oceny niezawodności oraz projektowanie modernizacji rozpatrywanej sieci przede wszystkim w aspekcie zapewnienia jej wymaganej niezawodności. Praktyczne wykorzystanie omawianej metodyki może mieć miejsce w odniesieniu do różnych układów sieciowych, np. sieci komputerowych, energetycznych, gazowych, wodociągowych, telekomunikacyjnych i transportowych. W artykule przedstawiono analizę niezawodności sieci komunikacyjnej w miejskim transporcie zbiorowym. Obliczenia przeprowadzono dla wybranych kryteriów zdatności sieci, które praktycznie warunkują jakość świadczonych usług transportowych. Podstawowe narzędzie obliczeniowe stanowił algorytm faktoryzacji, który umożliwia ocenę wpływu uszkodzeń poszczególnych połączeń (spowodowanych w szczególności czynnikami fizycznymi) na niezawodność całej sieci. W opracowaniu uwzględniono możliwość modernizacji analizowanej sieci, a uzyskane wyniki przedstawiono na wykresach.
Methodology of network systems reliability assessment on the example of urban transport
Apart from reliability evaluation, the methodology of network systems reliability assessment presented in the article enables the design of modernisation of such systems targeted mainly at ensuring their required reliability. In practice the methodology can be applied for various network systems, e.g. computer, power, gas, water distribution, telecommunications and transport networks. A reliability analysis of a transport network in urban public transport is presented. Calculations were performed for selected criteria of network availability which actually conditions the quality of transport services provided. The basic calculation tool used was the factoring algorithm that enabled the assessment of the impact of individual connections failure (in particular those caused by physical factors) on the reliability of the whole network. The feasibility of modernisation of the network analysed is discussed and the results are presented in diagrams.