Lloyd’s Register выпустил отчет об оценке состояния морской ветряной электростанции в Северной Атлантике, состоящей из 60–70 турбин (мощностью 500–600 МВт). Опорные конструкции турбины используют фундаменты с опорными блоками, установленные на глубине 30–50 метров. Хотя проектный срок службы конструкции составляет 25 лет, с учетом коэффициента запаса прочности по усталости, равного трём, срок службы увеличивается до 75 лет. Однако исследование показало, что критический стык в фундаменте опорной плиты достигнет конца усталостного срока службы всего через 52 года, что не соответствует данному проектному требованию.
Конструкции морских ветровых турбин подвергаются циклическим нагрузкам, вызванным ветром и вибрацией, вызванной волнами. Со временем может возникнуть усталостное разрушение, затрагивающее такие критически важные компоненты, как лопасти, опорные конструкции и фундаменты. Прогнозирование с использованием моделей усталостной надежности дает возможность проводить инспекции на основе оценки рисков (RBI) и сосредоточивать усилия там, где они наиболее важны. Планирование RBI включает определение потенциальных точек мониторинга и служит руководством для планирования технического обслуживания. Таким образом, RBI обеспечивает снижение риска и является альтернативой перепроектированию.
Планирование RBI, основанное на анализе усталостной реакции конструкции, требует наличия устойчивой модели надежности для определения изменяющейся во времени вероятности отказа (PoF). Однако, несмотря на развитие вычислительных возможностей, повышение качества данных и более глубокое понимание физических основ, точное прогнозирование усталостной долговечности по-прежнему остаётся сложной задачей. Изменчивость реальных условий (волны, течения, нагрузки, создаваемые оборудованием), неопределённость качества сварных швов, геометрии соединений, коэффициентов концентрации напряжений и другие факторы влияют на усталостную прочность и прогнозирование.
Существуют стандартные модели прогнозирования надежности во времени, которые можно использовать для планирования инспекций, основанные на кривых SN (напряжение - количество циклов). Например, они содержатся в стандартах Norsok N-006. Однако, они не включают в себя возможность учёта обнаруженных повреждений при осмотре. Для обеспечения соответствия требованиям по усталости на основе требуемого уровня надёжности или допустимой вероятности отказа рекомендуется использовать калиброванную модель надёжности.
Калибровка модели состоит в учете результатов наблюдения, полученные в ходе осмотра. Очень распространенным и ожидаемым результатом осмотра является отсутствие признаков трещины. В некоторых случаях обнаруживается трещина определенного размера. В обоих случаях результаты инспекции должны быть включены в модель надежности, чтобы можно было прогнозировать оценку надежности после осмотра с учетом его результатов.
Применение модели к морской ветряной электростанции в Северной Атлантике позволило сделать вывод, что для поддержания ожидаемого уровня безопасности требуется осмотр каждые 9 лет. Для поддержания уровня безопасности после 20 лет требуется ежегодная инспекция.
Полностью отчет доступен для скачивания по ссылке после простой регистрации.
