Конференции ИВТ СО РАН

Тезисы докладов

На предприятиях энергетического комплекса в процессе производства электроэнергии используется большое количество трубопроводов высокого давления. Параметры эксплуатации трубопроводов достигают Т=5600С и Р=14Мпа. Материалы, применяемые для изготовления элементов этих трубопроводов, работают в условиях ползучести. Т.е. на границе своих возможностей. Кроме того, трубопроводы имеют большую протяженность (десятки и сотни метров) и представляют собой сложную объемно-пространственную конструкцию, требующую повышенного внимания не только к прочностным характеристикам отдельных элементов, но и к конструкции в целом. Нарушение целостности отдельных элементов приводит, как правило, к серьезным последствиям не только как нарушения производственного процесса, но и создает серьезную угрозу жизни и здоровья персонала предприятия.

Для обеспечения надежной эксплуатации таких трубопроводов необходимо наличие на предприятии многокомпонентной системы мониторинга за их состоянием. В нее входит и входной контроль элементов трубопровода и планово-предупредительный контроль состояния металла этих же элементов и контроль состояния опорно-подвесной системы для выполнения условий прочности, жесткости и самокомпенсации трубопровода в целом. Кроме того, в обязательном порядке необходимо наличие на предприятии приборов неразрушающего контроля и другого специального оборудования, расчетных методик и квалифицированного персонала способного проанализировать информацию, полученную при контроле состояния оборудования.

Оценка состояния трубопровода в целом складывается из оценок состояния составляющих его элементов. Таких элементов может насчитываться от нескольких десятков до нескольких сотен. Каждый элемент трубопровода контролируется несколькими методами неразрушающего контроля. В зависимости от типа элемента может применяться от одного до семи таких методов. Кроме того, в течение срока эксплуатации элемента проводится, с определенной периодичностью, несколько (порядка десяти) плановых оценок его состояния. Таким образом, получается большой объем информации, которую необходимо анализировать как в приближении на момент проведения контроля, так и динамику изменения свойств за весь период эксплуатации. Кроме того, в процессе эксплуатации трубопровода необходимо постоянно отслеживать его пространственное положение и учитывать полученные данные при составлении расчетных схем настройки опорно-подвесной системы. После сбора и систематизации данных, полученных в ходе неразрушающего контроля необходимо использовать полученную информацию в качестве исходных данных для расчетных методик, с помощью которых определяется остаточный ресурс элементов трубопровода, и выявляются наиболее напряженные места для корректировки методов и объемов контроля. В целом картина состояния трубопровода складывается на основе собранных за весь период работы данных и их анализа с помощью специальных расчетных методик. Кроме того, необходимо учитывать параметры эксплуатации, например, такие как температура и давление, и их отклонения от заданного уровня за весь период эксплуатации трубопровода. Срок работы таких трубопроводов - несколько десятков лет. Таким образом, для принятия решения о возможности и сроках дальнейшей эксплуатации трубопровода, а также для назначения наиболее оптимальных объемов и методов контроля его элементов необходимо обработать огромный объем информации. При этом вся информация должна быть проанализирована в комплексе. Т.е. например данные, собранные к ходе неразрушающего контроля и данные, полученные в процессе мониторинга перемещений трубопровода, неразрывно связаны и являются лишь различными отражениями одного процесса. Информация, собранная в ходе мониторинга имеет разнородный характер и трудно поддается обобщению. Для ее анализа необходима совместная одновременная работа нескольких узких специалистов. Эти требования делают процесс оценки состояния трубопровода достаточно трудоемким и затратным по времени. Кроме того, каждый из специалистов вырабатывает свою формулировку состояния трубопровода в соответствии со своей специализацией. Таким образом, суммарная оценка состояния трубопровода представляет собой несколько характеристик включающих ограничения и допуски каждого из специалистов. Такой подход затрудняет дальнейшую работу с результатами, полученными в ходе оценки состояния, т.к. это только первый этап на пути обеспечения надежной эксплуатации оборудования. Далее идет планирование ремонтов, расчет трудовых и финансовых затрат необходимых для поддержания оборудования и т.д. В современных условиях для предприятий становится особо важным рациональное использование трудовых и финансовых ресурсов для обеспечения максимальной эффективности использования имеющегося оборудования, т.е. необходимо определение оптимального пути распределения ресурсов при проведении ремонтно-восстановительных мероприятий. Кроме того, для выработки технической политики на дальнейший период необходима возможность обоснованного прогнозирования изменения состояния оборудования и соответственно просчета экономических вариантов обеспечения надежной эксплуатации оборудования. Таким образом, на сегодняшний день назрела острая необходимость в системе позволяющей обобщить разнородную информацию, собранную в процессе мониторинга и представить ее в виде удобном для дальнейшего анализа (финансово-экономического, материально-технического, технологического и т.д.). Исходя из вышесказанного, можно сформулировать примерные требования к такой системе.

1. Принципы описания оборудования должны быть универсальны и могли бы использоваться для любых видов оборудования.

2. Принципы описание состояния оборудования лежащие в основе такой системы должны быть просты и должны базироваться на общепринятых терминах и определениях.

3. Формулировки описания состояния объектов должны быть просты и понятны для любого последующего анализа связанного с производственной деятельностью предприятия.

В соответствии с этими требованиями можно более детально сформулировать принципы лежащие в основе системы.

1. Принципы описания оборудования

1.1. При описании оборудования должна быть использована иерархическая модель «Агрегат-Узел-Элемент»

1.1.1. Самым крупным объектом в этой модели является «Агрегат».

1.1.2. Перечень агрегатов формируется по функциональным признакам.

1.1.3. «Агрегат» состоит из «Узлов». «Узел» является неотъемлемой частью «Агрегата»

1.1.4. Между собой «Узлы» могут отличаться либо конструкцией, либо характером и параметрами эксплуатации. Либо тем и другим вместе.

1.1.5. «Элемент» является самой малой неделимой частью «Узла» и соответственно «Агрегата»

1.2. Для каждого элемента иерархии возможны три признака.

1.2.1. Вид

1.2.2. Тип

1.2.3. Конкретное наименование (уникальное имя собственное)

1. Принципы описания состояния оборудования

1.1. Основным способом определения состояния объекта является техническое диагностирование. При проведении технического диагностирования должны быть использованы понятия регламентированные ГОСТ 20911-89 «Техническая диагностика. Термины и определения».

1.2. Все параметры, определяющие техническое состояние объекта должны быть определены существующей нормативно-технической документацией.

1.3. Состояние объекта оборудования описывается с помощью понятий регламентированных ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения».

1.4. В качестве терминов описания состояния должны быть использованы термины

1.4.1. Исправное состояние

1.4.2. Неисправное состояние

1.4.3. Работоспособное состояние

1.4.4. Неработоспособное состояние

1.4.5. Предельное состояние

1. Итоговая формулировка состояния объекта оборудования

1.1. Состояние объекта описывается тремя характеристиками составляемыми из пяти возможных значений описанных в пунктах 1.4.1-1.4.5

Реализовать эти принципы можно только с использованием современных информационных технологий. Т.е. путем разработки и внедрения программно-аппаратных комплексов. Причем под аппаратной частью этих комплексов понимается средства коммутации вычислительных средств в локальную сеть масштаба предприятия. Для этих целей может использоваться как специально спроектированные сети, так и существующие. Программная часть таких комплексов функционально должна состоять из базы данных оборудования, базы данных результатов технического диагностирования и специально разработанных программных модулей, с помощью которых осуществляется обработка информации в соответствии с принципами описания состояния оборудования. Итогом нескольких лет работы коллектива авторов стала попытка реализовать все вышесказанное применительно к трубопроводам высокого давления. Результатом работы стало создание программного комплекса «Контроль металла». Назначением комплекса является сбор и систематизация информации о составе оборудования объектов контроля, о результатах технического диагностирования за весь период эксплуатации, об условиях и параметрах эксплуатации трубопровода. В состав комплекса включен модуль, позволяющий реализовать систему оценки состояния элементов и трубопровода в целом в соответствии с принципами изложенными выше.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии Обратная связь

[Головная страница] [Конференции]

© 1996-2000, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 1996-2000, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск