LV
EN
Ответственным конструкциям на транспорте, в энергетике, добывающей и перерабатывающей отраслях промышленности, требуется мониторинг их технического состояния. Периодический контроль, осуществляемый методами неразрушающего контроля, как правило, требует остановки работы объекта или даже полного вывода из эксплуатации, что снижает эффективность его использования. Дело в том, что большинство методов неразрушающего контроля не работает в условиях значительных внешних воздействий. Но, если проверка состояния лопастей вертолета, ветрогенератора или действующего трубопровода возможна, пусть даже с экономическими потерями, то для некоторых важных объектов, например транспортных сооружений, остановка затруднена. В случае же с морскими платформами или береговыми сооружениями от воздействия окружающей среды вообще невозможно избавиться.
Новый подход к мониторингу таких конструкций созвучен ставшей афоризмом фразе из старой кинокомедии: «Тот кто нам мешает, тот нам поможет!». Мощные внешние нагрузки, воздействующие в виде воздушного потока на лопасти вертолета или ветрогенератора, в виде потока жидкости или газа в действующем трубопроводе или в виде волн и ветра на морские сооружения, мешают применению методов неразрушающего контроля. Однако, именно эти нагрузки обеспечивают применение перспективных методов мониторинга конструкций путем контроля их динамических свойств. Эти свойства определяют практически неограниченный набор форм (мод) собственных колебаний, которыми обладает каждая конструкция. Методы Операционного Модального Анализа (ОМА) позволяют определять параметры этих колебаний (форму, частоту, демпфирование).
Динамические свойства определяются соотношением масс и жесткостей участков конструкции, поэтому любое изменение ее состояния меняет указанное соотношение, что приводит к изменению параметров колебаний. У композитной лопасти вертолета может начаться расслоение материала, незаметное снаружи, у лопасти ветрогенератора – усталостные изменения.
Таким образом, контроль за параметрами колебаний конструкции позволяет выявлять изменения ее состояния без прекращения ее работы.
Сенсорный уровень формируется преимущественно датчиками динамических деформаций, интегрированных в гибкие ленты, которые наклеиваются на поверхность объекта в соответствии с его моделью. Каждый датчик включает сенсор и электронику. Все датчики одной группы подключены к одному концентратору.
Концентраторы, составляющие периферийный уровень, выполняют функции:
Интеллектуальная составляющая системы реализует прием и обработку данных ОМА методами в соответствии с моделью объекта и алгоритмами идентификации дефектов в рамках Вибропаспорта объекта.
А ВЫ ЗНАЕТЕ ЧТО...
Даже самая маленькая внутренная трещинка может развиться в серьезный разлом и стать причиной катастрофы.
Экспериментальные системы вибрационного мониторинга и диагностики действующих объектов созданы и используются для:
Реализована совместно с Авиационным исследовательским центром и действует в международном аэропорту Рига. Функционирует в качестве испытательного стенда, включающего:
Экспериментальная система демонстрирует возможности мониторинга состояния в полете не только лопастей, но и других деталей ротора, включая вал винта, подшипник автомата перекоса, ведомое зубчатое колесо выходного вала редуктора и его подшипников.
Представляет собой натурный макет действующего трубопровода общей длиной 80м и состоящего из отдельных 6-тиметровых труб диаметром 88мм, соединенных фланцевым соединением или сваркой. Насосная станция обеспечивает поток жидкости в трубопроводе с давлением до 39 атм и скоростью до 5м/с. Система сбора данных включает 168 датчиков динамических деформаций и обеспечивает измерение деформаций надземного (5 труб) и подземного (2 трубы) участков. Конструкция трубопровода позволяет создавать статические деформации и вносить локальные дефекты, а также обеспечивать запуск и прохождение внутри трубопровода снаряда.
Состояние стенок трубы натурной установки контролируется с помощью параметра вариации динамических свойств MPV (Modal Parameters Variation), измеряемого в % относительной деформации. При создании тестового воздействия на трубопровод MPV оценивает изменение формы и других параметров колебаний по сравнению с теми, которыми труба обладала в исходном состоянии. Выход параметра за пределы исходного состояния, которые для исправного трубопровода установки не превышают 0.2%, означает изменение его состояния, требующее локализации и идентификации дефекта.
В результате тестового дефекта, симулировавшего статическую деформацию трубопровода из-за повреждения опор, MPV параметр вырос до 0.72%. Тестовый дефект, симулировавший коррозию или непровар сварного шва, вызвал увеличение MPV до 0.6%. Экспериментальная система обеспечивает не только мониторинг c помощью MPV параметра, но и локализацию дефекта, которая обеспечивается набором других параметров, указывающих зону наибольшего изменения динамических свойств.
Автоматическая станция мониторинга зданий и сооружения создана для обеспечения мониторинга уровня вибрации объектов в течение длительного времени без участия человека. Автоматическая станция обеспечивает измерение задаваемого параметра вибрации в трех направлениях, контроль и сигнализацию превышения допустимых значений, автоматическую регистрацию измеренных значений. Сигнализация о превышении предельных значений и передача накопленных данных осуществляется автоматически в соответствии с заданной программой через сеть местного телефонного оператора. Программа управления обеспечивает возможность хранения и выдачи протоколов мониторинга.
