I. INTRODUCTION
HE integrity of offshore platforms, oil ducts, gas ducts, electric power towers, bridges, etc., of steel when confronting corrosion depends strongly on the integrity of the components that form the structural systems [1], [2]. Therefore, it is of high relevance to study the deterioration in time and the means to reduce risks in these structural systems; there are very important contributions of optimal inspection and maintenance [3] – [6]. An optimal inspection plan involves several aspects such as: cost and quality of inspection, cost and quality of repair, failure costs, capacity and demand of the system, net discount rate, uniform
Manuscript received March 11, 2013; revised and accepted April 02, 2013. The authors would like thank to Polytechnic University of Durango, Mexico (www.unipolidgo.edu.mx) for the financial support to present this article.
Cesar Ortega-Estrada is with the Polytechnic University of Durango, Durango, 34300 Mexico (phone: 618-150-1300; e-mail: ceortegae@hotmail.com).
Roobed Trejo is with the Polytechnic University of Durango, Durango, 34300 Mexico (e-mail: roobed_85@hotmail.com).
David De Leon is with the Autonomous University of Mexico State,
Toluca, Mexico, Mexico (e-mail: daviddeleonescobedo@yahoo.com.mx).
Dante Campos is with Mexican Institute of Petroleum, Mexico, D.F., Mexico (e-mail: dcampos@imp.mx).
corrosion rate, time for corrosion initiation, etc. The fundamental problem is to determine the optimal number of inspections in the lifetime of the component considering the indicated aspects, but also maintaining a certain level of reliability, which has been previously specified.
In previous papers, repair has been considered flawless; this means that after the repair, the same initial properties are obtained, for example in [7], repair is considered to be perfect when accumulated damage by earthquakes in buildings is intervened. In other papers like [4], inspection and maintenance are considered imperfect, and for the specific case of damage by corrosion in steel rebars embedded in reinforced concrete elements, it is considered that after repair, the reliability of structural component increases, but the original conditions are not regained.
In the specific case of damage by uniform corrosion, the material is lost overtime, what produces a reduction in the transversal section of steel structural member. This paper considers the effect of uniform corrosion on a steel component, considering that the only option of repair is cleaning and applying an anticorrosive paint as indicated in the standards. Therefore, after repair, there is not a greater reliability of the component because the repair does not restore the material lost by corrosion.
II. LIFE CYCLE COST
In the last two decades, mathematical models that calculate the life cycle of members and structural systems have been proposed, for example, [4], [7] - [9]. This article follows the methodology proposed in [4] with two main differences: (1) Repair consists in cleaning the component and applying anticorrosive paint, therefore, after repair, the probability of failure does not decrease, This helps to model the real effect of repair. And (2) all the repair possibilities are evaluated in a tree diagram (based on a computer software), where the following aspects are considered explicitly: quality of inspection costs of inspection, repair and failure, the growing effect of uniform corrosion. It is considered in a realistic way the repair effect on the reliability of the component damaged by corrosion; and the effect of the value of money over time.
This paper assumes a circular cross-sectional tubular steel element with tension load under the following parameters:
1. Life-cycle Time (L) = 20 years
2. Exterior Diameter (D0) = 102 mm
3. Interior Diameter (d0) = 90.52 mm
I. บทนำ
สมบูรณ์ ฯพณฯ ของแพลตฟอร์มต่างประเทศ, ท่อน้ำมันท่อก๊าซ, เสาไฟฟ้าสะพาน ฯลฯ เหล็กเมื่อเผชิญหน้ากับการกัดกร่อนอย่างรุนแรงขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์ของชิ้นส่วนที่ฟอร์มระบบโครงสร้าง [1], [2] ดังนั้นจึงเป็นเรื่องของความสัมพันธ์กันสูงเพื่อการศึกษาการเสื่อมสภาพในเวลาและวิธีการที่จะลดความเสี่ยงในระบบโครงสร้างเหล่านี้ มีผลงานที่สำคัญมากของการตรวจสอบและการบำรุงรักษาที่ดีที่สุด [3] - [6] แผนการตรวจสอบที่ดีที่สุดที่เกี่ยวข้องกับหลายด้านเช่นด้านราคาและคุณภาพของการตรวจสอบค่าใช้จ่ายและคุณภาพของการซ่อมแซม, ค่าใช้จ่ายในความล้มเหลวของกำลังการผลิตและความต้องการของระบบอัตราคิดลดสุทธิเครื่องแบบ
ต้นฉบับที่ได้รับ 11 มีนาคม 2013; ฉบับปรับปรุงและได้รับการยอมรับ 2 เมษายน 2013 ผู้เขียนขอขอบคุณมหาวิทยาลัยโพลีเทคนิคดูรังโก, เม็กซิโก (www.unipolidgo.edu.mx) สำหรับการสนับสนุนทางการเงินที่จะนำเสนอในบทความนี้.
Cesar Ortega-ดาอยู่กับมหาวิทยาลัยโปลีเทคนิคดูรังโก ดูรังโก, 34300 เม็กซิโก (โทรศัพท์: 618-150-1300; E-mail: ceortegae@hotmail.com).
Roobed Trejo เป็นกับมหาวิทยาลัยโพลีเทคนิค Durango, Durango, 34300 เม็กซิโก (E-mail: roobed_85@hotmail.com)
เดวิดเดอลีออนอยู่กับมหาวิทยาลัยในกำกับของรัฐนิวเม็กซิโก,
โตลูกา, เม็กซิโก, เม็กซิโก (E-mail: daviddeleonescobedo@yahoo.com.mx).
Dante Campos อยู่กับเม็กซิกันสถาบันปิโตรเลียม, เม็กซิโก, DF, เม็กซิโก (E-mail: dcampos@imp.mx).
อัตราการกัดกร่อนเวลาสำหรับการเริ่มต้นการกัดกร่อน ฯลฯ ปัญหาพื้นฐานคือการกำหนดจำนวนที่เหมาะสมของการตรวจสอบในชีวิตของส่วนประกอบพิจารณาจากแง่มุมที่ระบุไว้ แต่ยังคงรักษาระดับหนึ่งของความน่าเชื่อถือซึ่งมี . ได้ระบุไว้ก่อนหน้า
ในเอกสารก่อนการซ่อมแซมได้รับการพิจารณาอย่างไร้ที่ติ; ซึ่งหมายความว่าหลังจากการซ่อมแซมคุณสมบัติเบื้องต้นเดียวกันจะได้รับเช่นใน [7] การซ่อมแซมจะถือเป็นความเสียหายที่สมบูรณ์แบบเมื่อสะสมจากการเกิดแผ่นดินไหวในอาคารมีการแทรกแซง ในเอกสารอื่น ๆ เช่น [4] การตรวจสอบและบำรุงรักษาจะถือว่าไม่สมบูรณ์และสำหรับกรณีที่เฉพาะเจาะจงของความเสียหายที่เกิดจากการกัดกร่อนในเหล็กเส้นเหล็กที่ฝังอยู่ในองค์ประกอบคอนกรีตเสริมเหล็กจะพิจารณาว่าหลังจากการซ่อมแซม, ความน่าเชื่อถือขององค์ประกอบโครงสร้างเพิ่มขึ้น แต่เดิม เงื่อนไขจะไม่ได้คืน.
เฉพาะในกรณีของความเสียหายจากการกัดกร่อนเครื่องแบบวัสดุที่จะสูญเสียการทำงานล่วงเวลาในสิ่งที่ก่อให้เกิดการลดลงในส่วนที่ตัดขวางของเหล็กโครงสร้างสมาชิก กระดาษนี้จะพิจารณาผลกระทบของการกัดกร่อนเครื่องแบบในส่วนเหล็กพิจารณาว่าตัวเลือกเดียวของการซ่อมแซมคือการทำความสะอาดและการประยุกต์ใช้สี anticorrosive ตามที่ระบุไว้ในมาตรฐาน ดังนั้นหลังจากการซ่อมแซมที่มีอยู่ไม่น่าเชื่อถือมากขึ้นขององค์ประกอบเพราะการซ่อมแซมไม่คืนวัสดุที่หายไปจากการกัดกร่อน.
ครั้งที่สอง LIFE CYCLE ค่าใช้จ่าย
ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่คำนวณวงจรชีวิตของสมาชิกและระบบโครงสร้างที่ได้รับการเสนอตัวอย่างเช่น [4] [7] - [9] บทความนี้เป็นไปตามวิธีการที่นำเสนอใน [4] มีสองความแตกต่างหลัก: (1) ซ่อมประกอบในการทำความสะอาดชิ้นส่วนและใช้สี anticorrosive ดังนั้นหลังจากการซ่อมแซมน่าจะเป็นของความล้มเหลวไม่ได้ลดลงนี้จะช่วยในการสร้างแบบจำลองผลกระทบที่แท้จริงของ ซ่อมแซม. และ (2) เป็นไปได้ทั้งหมดซ่อมแซมได้รับการประเมินในแผนภาพต้นไม้ (ขึ้นอยู่กับซอฟแวร์คอมพิวเตอร์) ที่ด้านต่อไปนี้ได้รับการพิจารณาอย่างชัดเจน: คุณภาพของค่าใช้จ่ายในการตรวจสอบของการตรวจสอบซ่อมแซมและความล้มเหลวที่มีผลการเจริญเติบโตของการกัดกร่อนเครื่องแบบ มันมีการพิจารณาในทางเป็นจริงผลการซ่อมแซมในความน่าเชื่อถือขององค์ประกอบความเสียหายจากการกัดกร่อน; . และผลของค่าเงินในช่วงเวลา
กระดาษนี้ถือว่าตัดเหล็กองค์ประกอบวงกลมท่อกับภาระความตึงเครียดภายใต้พารามิเตอร์ต่อไปนี้:
1 วงจรชีวิตเวลา (L) = 20 ปี
2 เส้นผ่าศูนย์กลางภายนอก (D0) = 102 มิลลิเมตร
3 ภายในเส้นผ่าศูนย์กลาง (D0) = 90.52 มิลลิเมตร
การแปล กรุณารอสักครู่..
