страница - 139
работы двигателя в течение установленного ресурса, а также стабильность параметра при его измерениях на различных экземплярах одного типа двигателя в идентичных условиях и режимах. Критерием, характеризующим стабильность измеряемого параметра, является величина его дисперсии, рассчитанная по различным временным реализациям или выборке различных экземпляров одного типа двигателей. Если изменение контролируемого параметра, вызванное наличием определенной неисправности, с заданной степенью вероятности превышает значение вычисленной дисперсии, то стабильность этого параметра принимается удовлетворительной.
Бортовые средства вибродиагностйрования предназначены, прежде всего, для диагностирования двигателя по параметрам роторной вибрации. Ротор представляет собой один из основных и жизненно важных элементов двигателя, и его техническое состояние во многом определяет надежность двигателя.
Бортовая система вибродиагностирования может быть автономной системой или же подсистемой бортовой автоматизированной системы диагностирования двигателя. Она осуществляет непрерывный контроль диагностических параметров вибрации при работе двигателей, сигнализацию уровня вибрации, превышающего допустимый, выдачу вибродиагностических параметров и сигналов для регистрации на бортовом магнитном самописце.
В бортовой системе вибродиагностирования обязательно предусматривается возможность контроля ее работоспособности автоматически на борту, а на земле - с помощью поверочной установки.
К средствам диагностирования продуктов износа относятся магнитные пробки, сигнализаторы стружки, атомно-эмиссионные, атом-но-абсорбционные и атомно-флуоресцентные установки для спектрального анализа продуктов износа.
Магнитные пробки устанавливают в тех местах смазочных систем, где предполагается наиболее вероятное появление продуктов износа или разрушения трущихся деталей. Пробки могут быть магнитными, электромагнитными, электроконтактными. Диагностирование осуществляется визуально путем контроля металлических частиц на поверхности магнита.
Сигнализаторы стружки обнаруживают металлическую стружку в смазочном масле в процессе работы двигателя. Принцип работы сигнализаторов основан на замыкании контактов продуктами износа.
При НК в визуально-оптической диагностике ГТД активно используются такие сред-
ства, как гибкие и жесткие технические эндоскопы, устройства регистрации изображений и устройства автоматизированной обработки изображений.
Наряду с обычными техническими эндоскопами применяют специализированные эндоскопы.
Мини-эндоскопы (диаметром менее 2 мм) создаются на основе использования сельфока или градана - миниатюрного цилиндрического стержня, коэффициент преломления которого по поперечному сечению меняется по заданному закону. Сельфок передает изображение на расстояние без промежуточных оборачивающих систем линз, но на выходном торце световода изображение рассматривается через линзовый окуляр.
В измерительных эндоскопах обеспечивается возможность определения расстояния между дистальным концом эндоскопа и измеряемым объектом, а также размера объекта. Измерение основано на фокусировании объекта и подвижной масштабной сетки в одной плоскости.
Эндоскопы с манипуляторами имеют свободный канал для ввода манипулятора, например захвата, крючка.*
В ультрафиолетовых эндоскопах в качестве световода используется жидкость с ультрафиолетовой проводимостью. Такие эндоскопы позволяют контролировать труднодоступные детали двигателя капиллярным методом с применением проникающих жидкостей и флуоресцентных красителей.
По данным радиографии можно получить информацию о взаимном положении деталей работающего двигателя, величине зазоров, колебаниях деталей, наличии и положении трещин, износе деталей.
Метод осуществляется с помощью источников проникающего излучения: мощных линейных ускорителей электронов. Рентгеновское излучение от линейного ускорителя направляется на исследуемый участок двигателя, по другую сторону которого устанавливается устройство регистрации изображения, например пакет с фотопленкой. Последующая автоматизированная обработка изображений базируется на алгоритмах статической обработки изображений, масштабирования, усиления контрастности.
Ультразвуковые и вихретоковые методы и средства контроля позволяют обнаруживать трещины во многих труднодоступных для контроля деталях - рабочих лопатках, дисках роторах. Используются обычные дефектоскопы, но со специальными манипуляторами - средствами доставки преобразователей в зону контроля.
Глава 4.5
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ
С увеличением протяженности трубопроводного транспорта газа и нефти возрастают требования к надежности трубопроводов и их участков, а также оборудования насосных и компрессорных станций и резервуаров для хранения нефти.
Диагностирование технического состояния объектов трубопроводного транспорта предполагает определение их ресурса путем анализа текущих параметров, определенных средствами контроля в предпусковой период и в период эксплуатации, с учетом закономерностей развития процесса старения и разрушения металла труб в конкретных условиях.
Надежность объектов трубопроводного транспорта (ТТ) представляет собой комплексную характеристику, охватывающую конструктивные и функциональные параметры объектов. Для оценки надежности с позиций системного подхода необходимы сведения о надежности: конструкции, характеризующей прочностные свойства объекта ТТ; функционирования, характеризующей процесс функционирования объекта ТТ; технологического процесса, характеризующей процесс функционирования комплексов объектов ТТ.
Для оценки надежности функционирования используют отношение реальной производительности системы к производительности системы, полностью разработанной, с номинальными значениями всех параметров.
Надежность конструкции характеризует мгновенную надежность ТТ, а надежность функционирования - интегральную надежность.
Для объекта ТТ - трубы, критерием отказа является разрушение, а в качестве предельного состояния при определении надежности принимается деформированность, при которой максимальные суммарные продольные
нпн
напряжения апр не превышают л2 минимального предела текучести металла с учетом двухосновного напряженного состояния металла трубы уз:
пр
Трубопровод является функциональной системой и единичным технологическим элементом, в качестве предельного состояния которого принимается прочность. При оценке надежности трубопровода на первый план выдвигается надежность технологической системы, далее надежность функционирования и надежность конструкции.
Любые дефекты, связанные с нарушением формы трубы, являются концентраторами напряжений, напряжения в стенке трубы в местах дислокации дефектов повышаются в 2 раза и более по сравнению с бездефектным участком, что является причиной развития трещины и последующего разрушения металла.
Коррозионные повреждения внешних поверхностей трубопроводов из-за нарушения изоляции и эрозионные повреждения внутренних поверхностей трубопроводов вследствие межкристаллитной коррозии и гидродинамических ударов, приводящих к потере металла в стенках трубы, снижают допустимое давление транспортируемого газа.
Образовавшиеся скопления коррозионных и эрозионных повреждений поверхности трубы при определенных условиях могут привести к трещинообразованию и разрыву стенок трубопровода.
Напряженное состояние коррозионно-поврежденного участка трубы может быть представлено мембраной под воздействием кольцевыхи продольных сх напряже-
ний, увеличивающихся в К раз с увеличением площади дефекта:
СТФ0= *аФн>
где
коэффициент напряжений; а
<рн
нормальные кольцевые напряжения, обусловленные внутренним давлением в бездефектном трубопроводе.
Начало разрушения трубы обусловлено достижением кольцевыми напряжениями дефектного участка временного сопротивления
«V
недопустимый коэффициент концентрации напряжений АдОП изменяется в зависимости от характеристик материала труб и меры надежности и линейно зависит от запаса несущей способности по внутреннему рабочему давлению в трубе, который характеризует уменьшение внутреннего давления по сравнению с тем, которое могла бы выдержать бездефектная труба.
Для обеспечения одинакового уровня надежности участка трубопровода или в целом всего трубопровода, имеющего различные дефекты, необходимо выполнить условие
У
допЖ].
где Р(Т) -ти участка; этому уровню характеристика безопасности.
заданный уровень, мера надежнос-УД0П[/>(7Т)] - соответствующая
Тогда главным звеном в диагностировании трубопроводов становится обнаружение дефектов, определение их ориентации и параметров, а также изучение напряженно-деформированного состояния бездефектного трубопровода, являющегося фоном, на котором концентрация напряжений, обусловленная дефектами, может оказаться выше допустимых значений.
Напряженное состояние труб обусловлено действием неучтенных нагрузок: силовым воздействием оползающих грунтов, течений, размывающих подводные трубопроводы.
Существуют различные методы измерения напряжений в трубопроводах (магнитный, рентгеновский, ультразвуковой и др.). Магнитный метод применим для измерения одноосных напряжений, рентгеновский - для качественного описания напряженного состояния; ультразвуковой метод может быть использован при измерениях остаточных напряжений. Для действующих трубопроводов используется метод тензометрированиЯу с помощью которого можно получать долговременную объективную информацию о деформациях измеряемого участка трубопровода.
Дефекты трубопроводов (параметры диагностирования) по происхождению могут быть разделены на три группы:
1- дефекты при производстве труб в заводских условиях;
2- дефекты при монтажных и строительных работах;
3- дефекты при эксплуатации трубопроводов.
Своевременное обнаружение дефектов на первых двух стадиях - способствует повышению запаса прочности трубопровода.
Появление дефектов трубопроводов в процессе их эксплуатации вызвано многообразными факторами, как хорошо изученными и прогнозируемыми, так и случайными. Для обеспечения надежности трубопроводов необходим периодический контроль их параметров.
При производстве труб появляются дефекты металлургического происхождения, отклонения толщины стенки, дефекты изготовления сварных швов, а также дефекты изоляционных покрытий. При монтажных и строительных работах появляются дефекты поперечного сварного шва, деформации трубы, дефекты изоляционных покрытий. Дефектами появляющимися в процессе эксплуатации, являются потери металла объектов, трещины, деформации труб, нарушения изоляции. Дефекты функционального характера, появляющиеся в процессе эксплуатации - частичные разрушения объектов и утечки транспортируемого продукта.
Сварной шов является концентратором напряжений в стенке трубы и увеличивает напряжения в 1,5 - 1,6 раза.
Дефекты швов, выполненных сваркой плавлением, делятся на наружные и внутренние. Наружные - дефекты формы шва и дефекты сплошности. Внутренние - дефекты структуры и дефекты сплошности.
Дефектами формы являются наплывы и натеки, а наружными дефектами сплошности -прожоги и кратеры. Внутренними дефектами сплошности являются непровары, трещины, шлаковые включения и поры.
Трещины в околошовной зоне, ориентированные перпендикулярно и параллельно оси шва, - холодные трещины, возникающие при сварке закаливающихся легированных сталей, средне- и высоко углеродистых сталей в результате напряжения и наличия водорода в металле. Продольные трещины в металле шва - горячие трещины, образующиеся в углеродистых и легированных сталях в результате воздействия на кристаллизующийся металл шва растягивающих напряжений. Трещины и поры в виде скопления или цепочки пор уменьшают статическую и вибрационную прочность швов и являются недопустимыми дефектами.
Дефекты продольных и спиральных сварных швов выявляются в процессе производства прямошовных и спиральношовных труб.
Дефекты поперечных швов трубопроводов выявляются на этапе монтажа трубопроводов.
К дефектам трубы, как конструктивного элемента трубопровода относятся механические повреждения и деформации труб и изоляционных покрытий, возникающие на разных стадиях (при транспортировании, монтаже и эксплуатации трубопроводов).
Главным фактором, приводящим к снижению надежности прямолинейных участков трубопровода, является коррозионное повреждение наружных поверхностей трубопроводов вследствие нарушения изоляции и эрозионное повреждение внутренних поверхностей трубопроводов вследствие наличия межкристаллит-ной коррозии и гидродинамических ударов транспортируемого продукта, приводящих к потере металла в стенках трубы. Эти два вида повреждения трубопроводов приводят к уменьшению толщины стенок трубопровода; при определенных условиях могут привести к трещинообразованию и разрыву металла.
На скорость коррозии влияют качество металла трубопровода и его поверхности, состояние изоляционного покрытия, климатические условия и внешние агрессивные свойства почвенной среды и компонентов перекачиваемого продукта.
Экспериментально установлены критерии опасности коррозионных повреждений
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]