Failure Probability and Remaining Life Assessment of Reheater Tubes

در اين مطالعه، يك مشكل صنعتي واقعي و پُراهميت در يك نيروگاه بخار بررسي شده است. لوله هاي ري هيتر در بويلرها تحت مكانيزم هاي خزش و خوردگي سمت آتش هستند كه موجب از كار افتادگي برخي از آنها مي گردد. از آن جا كه تخمين احتمال از كار افتادگي (PoF) و عمر باقي‌مانده (RL) در روش هاي قطعي پرهزينه و زمان بر است، در اين كار آنها با استفاده از آناليز قابليت اطمينان سازه اي و آناليز توزيع بر اساس تست هاي انجام شده در محل و انتخاب يك تابع حالت حدي مناسب (LSF) ارزيابي شده اند. معيار استفاده شده براي اين منظور بر پايه مدل عمر خزشي و عدم قطعيت ها مي باشد. همچنين آناليز ميزان حساسيت نيز در اين پژوهش مطالعه و انجام شده است. رابطه در نظر گرفته شده بين سه پارامتر موثر در از كار افتادگي لوله هاي بويلر شامل زمان، خزش و خوردگي سمت آتش منجر به ارزيابي RL علاوه بر PoF و نيز به دست آوردن همزمان PoF و RL از طريق انتخاب يك LSF مناسب وابسته به زمان مي شود. بر اساس مقادير به دست آمده PoF‌ و RL صحيح ترين نتايج حاصل مي شوند كه منجر به ارايه نتايج اطمينان‌ تر براي برنامه ريزي اقتصادي در دوره هاي بازرسي آتي مي گردد. اين امر موجب صرفه جويي هاي قابل توجهي در هزينه و نيز بهبود ايمني عملكرد مي شود. يك بسته نرم افزاري جديد با نام RALA با استفاده از برنامه نويسي در Matlab ايجاد شده است. نتايج به دست آمده سازگاري خوبي با تمامي داده ها و اطلاعات كسب شده از تجربيات عملي در نيروگاه بر اساس مطالعات قبلي، دارند.

In this study, a real and significant industrial problem in a steam power plant was investigated. Reheater tubes in boilers are under creep and the fireside corrosion mechanism that cause some of them to fail. Since the estimation of probability of failure (PoF) and remaining life (RL) is expensive and time consuming by the deterministic methods, in this work they were evaluated using structural reliability analysis and distribution analysis based on in-site tests and selecting an appropriate limit state function (LSF). The criterion used for this purpose is based on the creep lifetime model and uncertainties. Sensitivity analysis was also carried out in this research. The considered relationship among three affecting parameters on boiler tube failure including time, creep and fireside corrosion leads to evaluating RL besides PoF as well as obtaining PoF and RL simultaneously by selecting an appropriate time-based LSF. Most accurate results were achieved based on obtained PoF and RL values which cause to provide more reliable results for economic planning of future inspection periods. This leads to significant cost savings and operational safety improvements. A new software package, named RALA was developed via programming in Matlab. The obtained results are in good agreement with all data gained from the practical experiments in the power plant based on the previous studies.