Система мониторинга напряженно-деформированного состояния трубопроводной обвязки промышленных агрегатов
Полезная модель относится к области диагностики напряженно-деформированного состояния (НДС) деталей машин, агрегатов, технологического оборудования. Система мониторинга напряженно-деформированного состояния трубопроводной обвязки промышленных агрегатов содержит не менее одного автоматизированного рабочего места контроля трубопроводной обвязки, блок предварительной обработки сигналов, состоящий из блока анализа и базы данных значений оценки напряженности конструкций трубопроводной обвязки и выполненный с возможностью передачи результатов измерений в архивную базу данных, блок датчиков напряженно-деформированного состояния. Причем автоматизированное рабочее место снабжено компьютером, устройством цветного мнемонического отображения состояния трубопроводной обвязки. При этом блок анализа выполнен с возможностью приема и регистрации сигналов датчиков напряженно-деформированного состояния и с возможностями оценки текущего состояния трубопровода по значению показаний датчиков напряженно-деформированного состояния, прогноза возможных изменений состояния НДС трубопровода и на основе прогноза возможностью выполнения расчета оставшегося ресурса трубопровода. В соответствии с частными случаями выполнения система может иметь следующие конструктивные особенности. Технический результат заключается в увеличении производительности, повышении точности контроля состояния трубопроводной обвязки, уменьшении ошибок контроля, определении оставшегося ресурса трубопровода. 4 з.п. ф-лы, 1 илл.
Полезная модель относится к области диагностики напряженно-деформированного состояния (НДС) деталей машин, агрегатов, технологического оборудования и может быть использована при прокладке и эксплуатации трубопроводных обвязок промышленных агрегатов (газопроводов) и других металлоконструкций.
В процессе прокладки, испытаний и эксплуатации трубопроводные обвязки промышленных агрегатов (ТПО ПА) подвергаются комплексному воздействию статических и динамических напряжений: агрессивных компонентов окружающей среды, давления грунта, сил тяжести, а также силовых газодинамических и тепловых процессов.
Одной из задач, решаемых при прокладке (строительстве), и эксплуатации ТПО ПА, является контроль статических и динамических напряжений в трубопроводе, т.е. оценка НДС трубы с целью прогнозирования работоспособности и определения ее остаточного ресурса.
Задача эта решается с помощью измерения статических и динамических напряжений наиболее нагруженных участков трубопровода с помощью датчиков, устанавливаемых на поверхность трубопровода.
Известна система контроля и регулирования режима работы трубопровода (см. патент SU1839706 A3, опубл. 30.12.1993, кл. F17D 5/00), которая включает тензометрические и температурные датчики, закрепленные на теле трубы, приемно-передающий комплект аппаратуры, установленный вблизи измерительного сечения и соединенный с датчиками, и центральный пульт управления.
Недостатками известной системы контроля является ее низкая производительность и недостаточная точность контроля, обусловленная использованием устаревших оборудования и методик анализа напряженных состояний трубопровода.
Задачей настоящей полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков.
Технический результат заключается в увеличении производительности, повышении точности контроля состояния трубопроводной обвязки, уменьшении ошибок контроля, определении оставшегося ресурса трубопровода.
Технический результат обеспечивается тем, что система мониторинга напряженно-деформированного состояния трубопроводной обвязки промышленных агрегатов содержит не менее одного автоматизированного рабочего места контроля трубопроводной обвязки, блок предварительной обработки сигналов, состоящий из блока анализа и базы данных значений оценки напряженности конструкций трубопроводной обвязки и выполненный с возможностью передачи результатов измерений в архивную базу данных, блок датчиков напряженно-деформированного состояния. Причем автоматизированное рабочее место снабжено компьютером, устройством цветного мнемонического отображения состояния трубопроводной обвязки. При этом блок анализа выполнен с возможностью приема и регистрации сигналов датчиков напряженно-деформированного состояния и с возможностями оценки текущего состояния трубопровода по значению показаний датчиков напряженно-деформированного состояния, прогноза возможных изменений состояния НДС трубопровода и на основе прогноза возможностью выполнения расчета оставшегося ресурса трубопровода. В соответствии с частными случаями выполнения система может иметь следующие конструктивные особенности.
Блок анализа содержит электронно-вычислительное устройство, снабженное аналого-цифровыми преобразователями для обеспечения соединения с контроллером ввода/вывода, соединенным с блоком датчиков напряженно-деформированного состояния.
Блок датчиков напряженно-деформированного состояния может включать струнные датчики деформации для анализа статических напряжений в трубопроводе.
Блок датчиков напряженно-деформированного состояния может включать тензометрические датчики деформации для анализа как статических, так и динамических напряжений в трубопроводе.
Блок датчиков напряженно-деформированного состояния может дополнительно включать датчики температуры для термокомпенсации показаний датчиков напряженно-деформированного состояния.
Техническая сущность полезной модели поясняется иллюстрацией, на которой отображена схема работы настоящего устройства.
Система мониторинга напряженно-деформированного состояния трубопроводной обвязки промышленных агрегатов работает следующим образом.
В процессе эксплуатации трубопроводной обвязки происходит изменение ее технологических параметров, обусловленных динамическими нагрузками при эксплуатации трубопровода и статическими нагрузками: воздействием окружающей среды, старением и дефектами при прокладке. При этом датчики напряженно-деформированного состояния регистрируют эти изменения и передают их на электронно-вычислительное устройство, которое может быть выполнено в виде микроЭВМ. Она оценивает текущее состояние трубопровода по значению показаний датчиков напряженно-деформированного состояния, прогнозирует возможные изменения состояния НДС трубопровода, на основе прогноза выполняет расчет оставшегося ресурса трубопровода и передает результаты на автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора и в архивную базу данных для хранения. При прогнозе недопустимого состояния НДС трубопровода микроЭВМ вырабатывает сообщение оператору АРМ. В процессе эксплуатации система формирует пакет цифровых символьных и текстовых донесений о результатах оценки состояния трубопроводной обвязки и заносит значения датчиков напряженно-деформированного состояния, абсолютные значения и скорости изменения параметров в архивную базу данных. Одновременно компьютер автоматизированного рабочего места периодически во времени с заданной частотой производит опрос блока предварительной обработки сигнала датчиков напряженно-деформированного состояния контролируемой трубопроводной обвязки на наличие выработанных сообщений и отображает результаты опроса на мнемосхеме монитора, светодиодном экране или с помощью видеопроектора на экране настенного планшета. Дежурный диспетчер визуально оценивает состояние объекта диагностики по информации, отображаемой на мнемосхемах монитора и настенном экране, и принимает решение о проведении технического обслуживания трубопровода и (или) вызове аварийной бригады.
1. Система мониторинга напряженно-деформированного состояния трубопроводной обвязки промышленных агрегатов, содержащая не менее одного автоматизированного рабочего места контроля трубопроводной обвязки, блок предварительной обработки сигналов, состоящий из блока анализа и базы данных значений оценки напряженности конструкций трубопроводной обвязки и выполненный с возможностью передачи результатов измерений в архивную базу данных, блок датчиков напряженно-деформированного состояния, причем автоматизированное рабочее место снабжено компьютером, устройством цветного мнемонического отображения состояния трубопроводной обвязки, при этом блок анализа выполнен с возможностью приема и регистрации сигналов датчиков напряженно-деформированного состояния и с возможностями оценки текущего состояния трубопровода по значению показаний датчиков напряженно-деформированного состояния, прогноза возможных изменений состояния напряженно-деформированного состояния трубопровода и на основе прогноза возможностью выполнения расчета оставшегося ресурса трубопровода.
2. Система по п.1, характеризующаяся тем, что блок анализа содержит электронно-вычислительное устройство, снабженное аналого-цифровыми преобразователями для обеспечения соединения с контроллером ввода/вывода, соединенным с блоком датчиков напряженно-деформированного состояния.
3. Система по п.2, характеризующаяся тем, что блок датчиков напряженно-деформированного состояния включает струнные датчики деформации.
4. Система по п.2, характеризующаяся тем, что блок датчиков напряженно-деформированного состояния включает тензометрические датчики деформации.
5. Система по п.3 или 4, характеризующаяся тем, что блок датчиков дополнительно содержит датчики температуры.
