Диагностирование трубопроводов и запорно-распределительной арматуры методом анализа возбужденных колебаний
Н.Н. Софьина1, Д.И. Шишлянников2, А.В. Николаев2 , А.А. Рыбин2, Д.А. Ситников2
1 Научно-производственное предприятие «РОС», г. Пермь, Российская Федерация
2 Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь, Российская Федерация
Горная Промышленность №5 / 2024 стр.122-128
Резюме: На горных и нефтегазовых предприятиях для транспортирования горючих, взрывоопасных, токсичных и других опасных сред, как жидких, так и газообразных, применяются трубопроводы и трубопроводная арматура различных конструкций. Для предотвращения аварийных ситуаций, ведущих к простоям производства, нанесению вреда жизни и здоровью персонала, а также отражающихся на экологической обстановке, требуются современные технические средства, позволяющие своевременно и с достаточной точностью обнаруживать зарождающиеся дефекты. В статье обоснована актуальность применения методов неразрушающего контроля при оценке технического состояния и остаточного ресурса трубопроводов и запорно-распределительной арматуры предприятий горной промышленности и нефтегазового сектора. Доказана перспективность диагностирования трубопроводов методом анализа возбужденных колебаний. Описаны конструкция и алгоритм работы диагностического комплекса «Камертон» производства компании ООО «НПП «РОС» (г. Пермь). Изложены методологические основы поиска дефектов с использованием многоканального анализатора «Камертон». Перечислены основные характеристики зарегистрированных сигналов, характеризующих состояние элементов технических объектов по результатам выполнения диагностирования. По эффективности и оперативности метод не имеет аналогов в сравнении с традиционными методами неразрушающего контроля оборудования: магнитным, вихретоковым, ультразвуковой дефектоскопии, ультразвуковой толщинометрии, радиационным, радиоволновым, контролем проникающими веществами и т.д. В ряде случаев, например, для конструкций из керамики, материалов неоднородной структуры типа полимеров или бетона предложенный метод является единственно возможным методом диагностирования.
Ключевые слова: трубопроводы, трубопроводная арматура, нарушения однородности материала, неразрушающий контроль, метод анализа возбужденных колебаний, диагностический комплекс
Благодарности: Исследования выполнены при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект №FSNM-2024-0005).
Для цитирования: Софьина Н.Н., Шишлянников Д.И., Николаев А.В., Рыбин А.А., Ситников Д.А. Диагностирование трубопроводов и запорно-распределительной арматуры методом анализа возбужденных колебаний. Горная промышленность. 2024;(5):122–128. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5-122-128
Информация о статье
Поступила в редакцию: 13.07.2024
Поступила после рецензирования: 27.08.2024
Принята к публикации: 18.09.2024
Информация об авторах
Софьина Наталья Николаевна – директор, Научно-производственное предприятие «РОС», г. Пермь, Российская Федерация; е-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Шишлянников Дмитрий Игоревич – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры горной электромеханики, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-7395-6869; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Николаев Александр Викторович – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры горной электромеханики, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь, Российская Федерация; https://orcid.org/0000-0002-4601-5780; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Рыбин Александр Аркадьевич – доктор технических наук, профессор, доцент кафедры горной электромеханики, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0007-8315-218X; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Ситников Дмитрий Александрович – лаборант кафедры горной электромеханики, Пермский национальный исследовательский политехнический университет, г. Пермь, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0003-4909-7886 ; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Список литературы
1. Шишлянников Д.И. Основы эксплуатации и ремонта бурового и нефтегазодобывающего оборудования. Пермь: ПНИПУ; 2018. 150 с.
2. Yungmeister D.A., Lavrenko S.A., Yacheikin A.I., Urazbakhtin R.Y. Improving the shield machine cutter head for tunneling under the conditions of the Metrostroy Saint Petersburg mines. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2020;15(11):1282‒1288. Available at: http://www.arpnjournals.org/jeas/research_papers/rp_2020/jeas_0620_8228.pdf (accessed: 28.03.2024).
3. Блинов П.А., Шаньшеров А.В., Черемшанцев Д.М., Кузнецова Н.Ю., Никишин В.В. Анализ и выбор тампонажной смеси, устойчивой к динамическим нагрузкам, с целью повышения качества герметичности крепи в затрубном пространстве. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022;333(11):115–123. https://doi.org/10.18799/24131830/2022/11/3726 Blinov P.A., Shansherov A.V., Cheremshantsev D.M., Kuznetsova N.Yu., Nikishin V.V. Analysis and selection of a grouting mixture, resistant to dynamic loads, in order to improve the support tightness quality in the annulus. Bulletinof the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2022;333(11):115–123. (In Russ.) https://doi.org/10.18799/24131830/2022/11/3726
4. Бернс В.А., Долгополов А.В., Маринин Д.А. Модальный анализ конструкций по результатам испытаний их составных частей. Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации. 2014;(1):34–42. Режим доступа: https://journals.nstu.ru/doklady/catalogue/contents/view_article?id=2324 (дата обращения: 28.03.2024). Berns V.A., Dolgopolov A.V., Marinin D.A. Modal analysis of structures based on the test of their components. Proceedings of the Russian Higher School Academy of Sciences. 2014;(1):34–42. (In Russ.). Available at: https://journals.nstu.ru/doklady/catalogue/contents/view_article?id=2324 (accessed: 28.03.2024).
5. Segopolo P.R. Optimization of shuttle car utilization at an underground coal mineю The Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 2015;115(4):285–296. https://doi.org/10.17159/2411-9717/2015/v115n4a4
6. Brodny J., Tutak M. Application of elements of TPM strategy for operation analysis of mining machineю IOP conf. series: Earth and Environmental Science. 2015;95(4):042019. https://doi.org/10.1088/1755-1315/95/4/042019
7. Ботян Е.Ю., Лавренко С.А., Пушкарев А.Е. Методика уточненного расчета межремонтного периода элементов подвески карьерных автосамосвалов посредством учета горнотехнических условий их эксплуатации. Горная промышленность. 2024;(1):71–76. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-1-71-76 Botyan E.Y., Lavrenko S.A., Pushkarev A.E. Methodology for refined calculation of mean time to repair of mining dump truck suspension elements with account of mining and technical conditions of their operation. Russian Mining Industry. 2024;(1): 71–76. (In Russ.) https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-1-71-76
8. Софьина Н.Н., Островский В.Г., Воробель С.В., Романов В.А., Зверев В.Ю. Диагностирование нефтепромыслового и горного оборудования методом анализа возбужденных резонансных колебаний. Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2019;(3):107–114. Sofina N.N., Ostrovskii V.G., Vorobel S.V., Romanov V.A., Zverev V.Iu. Diagnosis of oilfield and mining equipment by analyzing excited resonant oscillations. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Gornyi zhurnal. 2019;(3):107–114. (In Russ.)
9. Липницкий Н.А., Огородников Р.Г., Устинова Я.В. Создание имитационной модели работы подземных усреднительных складов руды рудника сложноструктурных соляных месторождений. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023;(1):142–158. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_1_0_142 Lipnitsky N.A., Ogorodnikov R.G., Ustinova Ya.V. Simulation modeling of underground blending warehouse operation at structurally complex salt deposits. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2023;(1):142–158. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_1_0_142
10. Kuvshinkin S., Ivanova P. Impact analysis of bucket capacity and boom length of mining excavators on hoisting mechanism life. E3S Web of Conferences. 2021;326:00032. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202132600032
11. Iakupov D., Motyakov N., Ivanova P., Ivanov S. Working parts of means of minerals excavation. AIP Conference Proceedings. 2022;2456(1):030012. https://doi.org/10.1063/5.0074835
12. Имансакипов Р.М., Завьялов А.П. Особенности применения метода возбужденных резонансных колебаний для оценки технического состояния оборудования НПЗ. Химическая техника. 2016;(6):10. Режим доступа: https://chemtech.ru/osobennosti-primenenija-metoda-vozbuzhdennyh-rezonansnyh-kolebanij-dlja-ocenki-tehnicheskogo-sostojanijaoborudovanija-npz/ (дата обращения: 28.03.2024). Imansakipov R.M., Zavyalov A.P. Features of the application of the method of excited resonant vibrations to assess the technical condition of refinery equipment. Chemical Engineering. 2016;(6):10. (In Russ.) Available at: https://chemtech.ru/osobennosti-primenenija-metoda-vozbuzhdennyh-rezonansnyh-kolebanij-dlja-ocenki-tehnicheskogo-sostojanijaoborudovanija-npz/ (accessed: 28.03.2024).
13. Petrakov D.G., Loseva A.V., Jafarpour H.A., Penkov G.M. Experimental evaluation of effective chemical composition on reservoir quality of bottomhole zone of low permeability terrigenous reservoirs. International Journal of Engineering. 2024;37(8):1547–1555. https://doi.org/10.5829/IJE.2024.37.08B.08
14. Zhukovskiy Yu., Buldysko A., Revin I. Induction motor bearing fault diagnosis based on singular value decomposition of the stator current. Energies. 2023;16(8):3303. https://doi.org/10.3390/en16083303
15. Zhukovskiy Yu., Koshenkova A., Vorobeva V., Rasputin D., Pozdnyakov R. Assessment of the impact of technological development and scenario forecasting of the sustainable development of the fuel and energy complex. Energies. 2023;16(7):3185. https://doi.org/10.3390/en16073185
