Діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій методом акустичної емісії

Запропоновано методику технічного діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій за амплітудно-частотними характеристиками сигналів акустичної емісії та параметрами їх вейвлет-перетворення. Розроблену методику застосовано під час планового обстеження нафтопомпувальної станції «Чижівка» філії «М...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
Date:	2012
Main Authors:	Скальський, В.Р., Станкевич, О.М., Басараб, Р.М.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2012
Subjects:	Научно-технический раздел
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102565
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій методом акустичної емісії / В.Р. Скальський, О.М. Станкевич, Р.М. Басараб // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2012. — № 4. — С. 14-19. — Бібліогр.: 22 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102565
record_format	dspace
spelling	Скальський, В.Р. Станкевич, О.М. Басараб, Р.М. 2016-06-12T03:33:28Z 2016-06-12T03:33:28Z 2012 Діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій методом акустичної емісії / В.Р. Скальський, О.М. Станкевич, Р.М. Басараб // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2012. — № 4. — С. 14-19. — Бібліогр.: 22 назв. — укр. 0235-3474 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102565 621.01:539.4 Запропоновано методику технічного діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій за амплітудно-частотними характеристиками сигналів акустичної емісії та параметрами їх вейвлет-перетворення. Розроблену методику застосовано під час планового обстеження нафтопомпувальної станції «Чижівка» філії «Магістральні нафтопроводи «Дружба» ВАТ «Укртранснафта». A procedure is proposed for engineering diagnostics of equipment of oil-pumping stations by amplitude-frequency characteristics of acoustic emission signals and parameters of their wavelet transformations. The procedure was applied during scheduled inspection of Chizhivka oil-pumping station of «Magistralni naftoprovodi» affiliate of A procedure is proposed for engineering diagnostics of equipment of oil-pumping stations by amplitude-frequency characteristics of acoustic emission signals and parameters of their wavelet transformations. The procedure was applied during scheduled inspection of Chizhivka oil-pumping station of «Magistralni naftoprovodi» affiliate of «Ukrtransnafta» OJSC.Ukrtransnafta" OJSC. Предложена методика технического диагностирования оборудования нефтеперекачивающих станций по амплитудно-частотным характеристикам сигналов акустической эмиссии и параметров их вейвлет-преобразования. Разработанная методика применена во время планового обследования нефтеперекачивающей станции «Чиживка» филиала «Магистральные нефтепроводы «Дружба» ОАО «Укртранснефть». uk Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Техническая диагностика и неразрушающий контроль Научно-технический раздел Діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій методом акустичної емісії Diagnostics of oil pumping station equipment by acoustic emission method Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій методом акустичної емісії
spellingShingle	Діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій методом акустичної емісії Скальський, В.Р. Станкевич, О.М. Басараб, Р.М. Научно-технический раздел
title_short	Діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій методом акустичної емісії
title_full	Діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій методом акустичної емісії
title_fullStr	Діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій методом акустичної емісії
title_full_unstemmed	Діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій методом акустичної емісії
title_sort	діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій методом акустичної емісії
author	Скальський, В.Р. Станкевич, О.М. Басараб, Р.М.
author_facet	Скальський, В.Р. Станкевич, О.М. Басараб, Р.М.
topic	Научно-технический раздел
topic_facet	Научно-технический раздел
publishDate	2012
language	Ukrainian
container_title	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
format	Article
title_alt	Diagnostics of oil pumping station equipment by acoustic emission method
description	Запропоновано методику технічного діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій за амплітудно-частотними характеристиками сигналів акустичної емісії та параметрами їх вейвлет-перетворення. Розроблену методику застосовано під час планового обстеження нафтопомпувальної станції «Чижівка» філії «Магістральні нафтопроводи «Дружба» ВАТ «Укртранснафта». A procedure is proposed for engineering diagnostics of equipment of oil-pumping stations by amplitude-frequency characteristics of acoustic emission signals and parameters of their wavelet transformations. The procedure was applied during scheduled inspection of Chizhivka oil-pumping station of «Magistralni naftoprovodi» affiliate of A procedure is proposed for engineering diagnostics of equipment of oil-pumping stations by amplitude-frequency characteristics of acoustic emission signals and parameters of their wavelet transformations. The procedure was applied during scheduled inspection of Chizhivka oil-pumping station of «Magistralni naftoprovodi» affiliate of «Ukrtransnafta» OJSC.Ukrtransnafta" OJSC. Предложена методика технического диагностирования оборудования нефтеперекачивающих станций по амплитудно-частотным характеристикам сигналов акустической эмиссии и параметров их вейвлет-преобразования. Разработанная методика применена во время планового обследования нефтеперекачивающей станции «Чиживка» филиала «Магистральные нефтепроводы «Дружба» ОАО «Укртранснефть».
issn	0235-3474
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102565
citation_txt	Діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій методом акустичної емісії / В.Р. Скальський, О.М. Станкевич, Р.М. Басараб // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2012. — № 4. — С. 14-19. — Бібліогр.: 22 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT skalʹsʹkiivr díagnostuvannâobladnannânaftopompuvalʹnihstancíimetodomakustičnoíemísíí AT stankevičom díagnostuvannâobladnannânaftopompuvalʹnihstancíimetodomakustičnoíemísíí AT basarabrm díagnostuvannâobladnannânaftopompuvalʹnihstancíimetodomakustičnoíemísíí AT skalʹsʹkiivr diagnosticsofoilpumpingstationequipmentbyacousticemissionmethod AT stankevičom diagnosticsofoilpumpingstationequipmentbyacousticemissionmethod AT basarabrm diagnosticsofoilpumpingstationequipmentbyacousticemissionmethod
first_indexed	2025-11-26T08:05:04Z
last_indexed	2025-11-26T08:05:04Z
_version_	1850618058570203136
fulltext	УДК 621.01:539.4 ДІАГНОСТУВАННЯ ОБЛАДНАННЯ НАФТОПОМПУВАЛЬНИХ СТАНЦІЙ МЕТОДОМ АКУСТИЧНОЇ ЕМІСІЇ В. Р. СКАЛЬСЬКИЙ, д-р. техн. наук, О. М. СТАНКЕВИЧ, інж (Фіз.-мех. ін-т ім. Г. В. Карпенка НАН України, Львів), Р. М. БАСАРАБ (ВАТ «Укртранснафта», Львів) Запропоновано методику технічного діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій за амплітудно-час- тотними характеристиками сигналів акустичної емісії та параметрами їх вейвлет-перетворення. Розроблену ме- тодику застосовано під час планового обстеження нафтопомпувальної станції «Чижівка» філії «Магістральні нафтопроводи «Дружба» ВАТ «Укртранснафта». A procedure is proposed for engineering diagnostics of equipment of oil-pumping stations by amplitude-frequency characteristics of acoustic emission signals and parameters of their wavelet transformations. The procedure was applied during scheduled inspection of Chizhivka oil-pumping station of «Magistralni naftoprovodi» affiliate of A procedure is proposed for engineering diagnostics of equipment of oil-pumping stations by amplitude-frequency characteristics of acoustic emission signals and parameters of their wavelet transformations. The procedure was applied during scheduled inspection of Chizhivka oil-pumping station of «Magistralni naftoprovodi» affiliate of «Ukrtransnafta» OJSC.Ukrtransnafta" OJSC. Забезпечення промислової та екологічної безпеки експлуатування магістральних нафтопроводів на- лежить до пріоритетних задач для підприємств, що їх експлуатують, у будь-якій країні світу [1]. Це зумовлено великою кількістю аварій, що часто мають важкі економічні та екологічні наслідки [2–4]. У літературі подають різні статистичні дані щодо причин аварій на нафтопроводах [5–7]. Зокрема, у праці [5] приведено розподіл причин пошкод- жень магістральних трубопроводів за різні періоди у Росії, США та Великобританії (рис. 1). Якщо у Росії за вказаний період часу найбільший відсоток (39 %) від загальної кількості відмов складають відмови, що зумовлені корозією, то у США та Ве- ликобританії найбільший відсоток (47 %) становлять відмови внаслідок механічних пошкоджень. За оцінкою фахівців більшість причин аварій на нафтопроводах України включають людський фактор [6]: зовнішні фізичні (силові) дії на тру- бопроводи, у тому числі кримінальні врізання, що спричиняють витоки — 34,7 %; порушення норм і правил проведення робіт під час будівництва і ремонту, відхилення від проектних рішень — 24,7 %; порушення технічних умов під час виго- товлення труб і устаткування — 12,4 %; помил- кові дії експлуатаційного і ремонтного персоналу — 4,7 %. Значний відсоток (23,5 %) аварій відбу- вається через корозійні пошкодження труб, запірної і регулюючої арматури. Якщо виключити людський фактор, то за останніми статистичними даними майже 80 % усіх відмов нафтопроводів зумовлено первинними корозійно-механічними пошкодженнями та утворенням і подальшим роз- витком поверхневих тріщиноподібних дефектів у місцях корозійних каверн і зварних з’єднань [8]. © В. Р. Скальський, О. М. Станкевич, Р. М. Басараб, 2012 Рис. 1. Розподіл причин пошкоджень магістральних трубопроводів (%) від загальної кількості відмов: а — у Росії за період 1992–2002 рр.; б — у США та Великобританії 1990–2000 рр. (I — мехнічні пошкодження; II — корозія; III — пошкодження під час будівництва чи ремонту; IV — дефекти матеріалів; V — інші) 14 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2012 Для забезпечення безперебійного та безпечного постачання нафтопродуктів трубопровідну систему необхідно підтримувати у працездатному стані, здійснюючи контроль за технічним станом її діля- нок. На сьогодні для технічного діагностування магістральних нафтопроводів застосовують різно- манітні методи і засоби НК, які дають змогу оцінити технічний стан системи та зробити вис- новок про можливість її подальшої безпечної ек- сплуатації [9]. Під час оцінки технічного стану трубопроводу найважливіше місце належить дос- товірному діагностуванню як лінійної частини, так і окремих вузлів та агрегатів технологічного обладнання, яке використовують для їх обслуго- вування. Спочатку на основі діагностики внутрі- шнього стану труб здійснюють первинний конт- роль, який дозволяє виявляти дефекти і визначати орієнтовно місця їх розташування. Після цього де- фектні місця досліджують іншими методами НК та приймають рішення щодо допустимості дефекту чи встановлення ділянки трубопроводу в ремонтну чергу для забезпечення безпечної експлуатації. Стан проблеми. Існуючі традиційні методи НК зорієнтовані в основному на пошук дефектів та визначення їх геометричних розмірів. Найпо- ширенішими і добре розвинутими серед сучасних методів НК для виявлення експлуатаційних де- фектів типу тріщин є акустичні методи (акустич- ної емісії (АЕ), ультразвуковий), які мають суттєві переваги серед інших [10]. Вони мають високу чутливість, надійність і простоту застосування. Контроль об’єктів акустичними методами є найпро- дуктивнішим, має найкраще співвідношення вартість–достовірність отриманих результатів у порівнянні з іншими методами НК. Фізичну ос- нову методів НК становлять дослідження змін ха- рактеристик металів і виявлення дефектів, що спричиняють ці зміни. За час довготривалої експлуатації магістраль- них трубопроводів відбувається зміна структури металу, його механічних властивостей, з’являють- ся корозійно пошкоджені та напружені ділянки трубопроводів [8, 11], що призводить до перед- часного зародження та поширення поверхневих тріщин. Складною неоднорідною та термоди- намічно нестійкою системою є зварні з’єднання, переважно через відмінності за хімічним складом та структурою окремих зон, наявністю залишко- вих напружень та пластичних деформацій [12]. Умови для руйнування створюють динамічні на- вантаження, які разом із структурними напружен- нями ініціюють виникнення тріщин. Локалізація корозії зазвичай викликана мікронеоднорідністю металу і є однією з причин виникнення мікрови- разок чи пітингів, які розвиваються в мікро- та макротріщини [13]. Із позиції механіки руйнування розвиток тріщиноподібних дефектів (крихке руйнування) складає найбільшу небезпеку щодо цілісності та безвідмовної роботи об’єкта, тому для технічної діагностики побудовано низку критеріїв та мето- дик, які дозволяють ідентифікувати тип макроруй- нування конструкційних матеріалів (крихке чи в’язке) на ранніх стадіях його розвитку та у будь- який момент часу експлуатації конструкції чи ви- робу. За аналізом зарубіжних і вітчизняних літе- ратурних джерел на сьогодні існує низка підходів щодо ідентифікування типів макроруйнування ме- тодом АЕ. У 1960-х роках зроблено перші спроби іден- тифікації сигналів АЕ за амплітудно-частотними ха- рактеристиками [14]. На думку авторів АЕ добре відображає процеси, які корелюють із механічними параметрами росту тріщини, зокрема зі швидкістю поширення та динамічними змінами в області її вер- шини. У праці [15] досліджували взаємозв’язок енергії АЕ та механізму пластичної деформації і руйнування. За результатами досліджень встанов- лено співвідношення для визначення енергії сиг- налів за їх амплітудами та визначено числові зна- чення енергії для сигналів, що відповідають різним типам руйнування: процеси пластичної деформації характеризуються виділенням енергії порядку 10– 11–10–7 Дж, у той час як процес руйнування суп- роводжується великою кількістю енергетичних імпульсів 10–6–10–1 Дж. Під час вивчення процесу повільного поширення тріщини у високоміцній сталі [16] розроблено модель росту тріщини, яка встановлює зв’язок між площею підростання мак- ро- та мікротріщини та сумарним рахунком і ам- плітудою сигналів АЕ. Авторами праць [17] за ре- зультатами теоретичних та експериментальних досліджень уперше встановлено, що на стадії док- ритичного росту тріщини нормального відриву ширина смуги частот сигналів АЕ обернено про- порційна квадратові коефіцієнта інтенсивності напружень (КІН). На основі цього зроблено важ- ливий висновок, що звуження смуги частот можна взяти за критерій ідентифікації стадій докритич- ного росту тріщини, а за її шириною можна виз- начати КІН, а відтак і розраховувати міцність еле- мента конструкції під час його експлуатації. Пізніше запропоновано критерій оцінки типів макроруйнування за найстійкішими параметрами сигналів АЕ, який враховує специфіку зміни їх амплітудно-частотних характеристик, час нарос- тання переднього фронту імпульсу і режими відбору АЕ-інформації під час докритичного рос- ту тріщин [10]. Більшість згаданих критеріїв іден- тифікування типів руйнування побудовані на ос- нові аналізу частотного спектра сигналу, який от- римують за допомогою перетворення Фур’є. У працях [18, 19] для кількісної оцінки типів руй- нування конструкційних матеріалів запропонова- но критерій за основними параметрами неперер- вного вейвлет-перетворення (НВП) сигналів АЕ. ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2012 15 Таким чином, використовуючи ефективні мето- дики оцінки типів руйнування конструкційних ма- теріалів, можна у реальному режимі часу оцінити стан матеріалу об’єкта контролю (ОК), виявивши найнебезпечніші механізми руйнування, та, вод- ночас, запобігти виникненню аварійної ситуації. Нафтотранспортна система України, експлуа- тацію якої здійснює ВАТ «Укртранснафта», скла- дається з 19 нафтопроводів діаметром до 1220 мм включно загальною довжиною 3506,6 км (в одну нитку — 4767,1 км). Пропускна спроможність системи на вході — 114 млн. т/рік, на виході — 56,3 млн. т/рік. Роботу нафтопровідної системи забезпечує 51 нафтопомпувальна станція (НПС) [20]. До основних об’єктів системи магістральних нафтопроводів належить українська ділянка тран- сконтинентального нафтопроводу «Дружба». Зок- рема, складовою частиною цього нафтопроводу є НПС «Чижівка», яка обслуговує ту його частину, що проходить через три області України (Жи- томирську, Хмельницьку, Рівненську) загаль- ною протяжністю 500 км. Станція складається з двох черг. Перший пуск агрегату на НПС було здійснено 1 листопада 1967 р. Основна функція станції полягає у забезпеченні перекачування нафти від Мозиря до Бродів та підтримання тис- ку у трубопроводі. Мета роботи — на основі критерію оцінки типів руйнування конструкційних матеріалів за параметрами вейвлет-перетворення сигналів АЕ виявити утворення та розвиток тріщиноподібних дефектів на обладнанні НПС, встановити ступінь їх небезпеки та видати рекомендації щодо подаль- шого його експлуатування. Методика досліджень. Характерною особ- ливістю НВП сигналів є можливість виявлення ло- кальних екстремумів структури досліджуваного процесу [21]. Високий рівень вейвлет-ко- ефіцієнтів свідчить про наявність у сигналі особ- ливостей (розривів, сходинок, піків тощо), які відповідають одночасно особливостям процесів, що породжують ці сигнали. Ураховуючи власти- вості коефіцієнтів НВП та результати експеримен- тальних досліджень процесів руйнування у різних конструкційних матеріалах [18, 19], для встанов- лення типу руйнування запропоновано такий ал- горитм обробки сигналів АЕ (рис. 2): 1) покладаємо ширину робочої смуги АЕ-трак- ту f0 = 0,4 МГц (якщо смуга робочих частот ви- користаного первинного перетворювача сигналів АЕ (ПАЕ) становить 0,2  f0 0,6 МГц, в іншому випадку під час обчислень критеріального парамет- ра необхідно врахувати поправковий множник); 2) наступним кроком обробки АЕ сигналу є ви- далення шумової компоненти, що дозволяє змен- шити об’єм даних, а відтак ефективніше викорис- товувати ресурси персонального комп’ютера; 3) для отриманого очищеного сигналу будуємо його НВП на основі вейвлета Габора [22]; фіксуємо момент часу, коли вейв- лет-коефіцієнт набуває максимального значення WTmax та відповідну йому частоту fmax; 4) будуємо проекцію вейвлет-пе- ретворення на площину «WT-f» у зафіксований момент часу і визна- чаємо ширину смуги спектра частот f на рівні 0,7WTmax (як прийнято у прак- тиці обробки інформаційних сигналів); 5) обчислюємо значення кри- теріального параметра k: k  WTmaxf0 f , (1) який враховує максимальне значення вейвлет-коефіцієнта WTmax, ширину смуги частот сигналу АЕ f, що йому відповідає, та ширину робочої смуги АЕ-тракту f0. Якщо отриманий ре- зультат задовольняє нерівність 0,1 < k, то відповідний сигнал АЕ характеризує в’язкі механізми руйнування, що відбу- ваються у матеріалі. Якщо k  0,2, то можна стверджувати про утворення та розвиток у конструкційному матеріалі тріщиноподібних дефектів (крихке Рис. 2. Структурна схема алгоритму оцінки типів макроруйнування 16 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2012 руйнування), чим більше значення параметра, тим більша небезпека руйнування в об’єкті контролю. Результати досліджень та їх обговорення. Випробування надземного технологічного облад- нання НПС здійснювали одночасно двома АЕ-сис- темами SKOP-8М за навантаження його внутрі- шнім тиском із одночасною реєстрацією сигналів АЕ. Для випробувань на окремих ділянках станції тиск у нафтопроводі змінювали двома способами: 1) зменшенням з 3,8 до 0,9 МПа; 2) нагнітанням тиску компресорною станцією від 0 до 4,2 МПа. Перед початком робіт було здійснено відпо- відні налаштування портативної АЕ-системи SKOP-8М: кількість вимірювальних каналів — 8 (підсилення кожного 40 дБ); тривалість вибірки, мс — 2; період дискретизації аналогового сигналу, мкс — 0,5; частота зрізу фільтра низьких частот, кГц — 1000; фільтра високих частот, кГц — 40; поріг дискримінації, % — 28; рівень власних шумів, приведених до входу попереднього підси- лювача, мкВ — 7. Для АЕ-дослідження зародження та розвитку дефектів в елементах обв’язки фільтрів викорис- тали квазірезонансні ПАЕ з робочою смугою час- тот 0,20,6 МГц. Коефіцієнт підсилення попе- редніх підсилювачів становив 34 дБ, сигнали АЕ реєстрували в смузі частот 200600 кГц, що виз- началася технічними характеристиками ПАЕ та фільтрами високих і низьких частот відповідно. Діагностування проводилось за температури довкілля та ОК +32 °С і максимального тиску у трубопроводі 4,2 МПа. За розробленою у ФМІ ім. Г. В. Карпенка НАН України методикою [10] проводили експеримен- тальне визначення коефіцієнта заникання пруж- них хвиль АЕ. Відповідно, спочатку ПАЕ розта- шовували на трубопроводі за лінійною схемою з кроком 0,3 м та збуджували пружну хвилю АЕ на віддалі 0,3 м від першого ПАЕ за допомогою зонда-імітатора АЕ-системи SKOP-8М. Зареєстро- вані максимальні амплітуди сигналів АЕ апрок- симували залежністю: y  de x, де  — коефіцієнт заникання; x — шлях проход- ження хвилі; d — коефіцієнт апроксимації. Це дозволило зробити висновок, що ПАЕ на прямих ділянках нафтопроводу можна розташо- вувати з кроком не більше 4 м, а на технологічно- му обладнанні (засувки, клапани, трійники, коліна, корпуси обладнання, що виготовлені за до- помогою литва) — не більше 1 м. За результатами АЕ-досліджень на всіх ОК бу- ло зареєстровано сигнали, які не перевищували встановлений поріг дискримінації (система їх реє- струвала як шуми), та сигнали АЕ, які згідно з інтегральними критеріями (РД 03-131-97) кла- сифікації джерел АЕ за ступенем небезпеки на- лежать до I класу [10] — пасивні джерела. На рис. 3 зображено характерний вид таких сигналів Рис. 3. Хвильове відображення (а), спектральні характеристики (б) та НВП (в) сигналу АЕ від пасивного джерела ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2012 17 АЕ. Їх особливістю є невеликі значення макси- мальних амплітуд (до 300 мкВ) (рис. 3, а) та ши- рокі смуги домінуючих частот (рис. 3, б). За НВП для цих сигналів характерні низькі значення мак- симальних вейвлет-коефіцієнтів 0,03WTmax0,05 та смуги спектрів частот f на рівні 0,7fmax — 250  f 300 кГц (рис. 3, в). Згідно з алгоритмом оцінки типів руйнування, приведеним на рис. 2, для зареєстрованих сигналів АЕ обчислили значення параметра k за формулою (1): k 0,07. Таким чином, джерела АЕ, які вип- ромінювали зареєстровані сигнали, не становили небезпеки для ОК. Однак, на ділянці навколо ПАЕ № 4 вузла фільтрів-брудовловлювачів I черги під час зміни тиску від 1,0 до 4,0 МПа зі швидкістю наванта- ження 0,05 МПа/хв зареєстровано 48 сигналів АЕ, які згідно класифікації [10] належать до II класу (активне джерело). На рис. 4 представлено порядок розташування ПАЕ двох вимірювальних АЕ-систем SKOP-8М на технологічній схемі вузла фільтрів-брудовлов- лювачів I черги, де обведено фільтр № 1 та об- ласть, з якої було зареєстровано сигнали АЕ II класу активності. Відстані між ПАЕ (у метрах) у досліджуваному вузлі НПС: 1-2—1,5; 2-3 — 2,6; 3-4—3; 4-5—1,5; 6-7—1,5; 1-2 —1,5; 3-4 —1,5; 4-5 —2,6 ;5- 6— 2,5; 6-7 —1,5. На рис. 5 показано характерний вид сигналів АЕ. Зазначимо, що ці сигнали на відміну від по- передніх мали суттєво вищі значення амплітуд (до 4 мВ) (рис.  а) та вузькі спектри домінуючих частот (рис. 5, б). Проаналізувавши дані сигнали АЕ за допомогою вейвлет-перетворення (рис. 5, в), отримали: 1) діапазон значень максимальних вейвлет-коефіцієнтів 0,07 WTmax  0,16; 2) ши- Рис. 4 Схема розташування ПАЕ (точки 1, 2, , 8 — ПАЕ SKOP-8М, № 1; 1, 2, , 8 — ПАЕ SKOP-8М, № 2) Рис. 5. Хвильове відображення (а); спектральні характерис- тики (б) та ВП (в) сигналу АЕ від активного джерела 18 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2012 рина смуги спектрів частот f на рівні 0,7fmax — 150  f 250кГц; 3) діапазон значень пара- метра 0,1  k 0,3. За таких високих значень критеріального пара- метра за алгоритмом оцінки крихкого руйнування та методики АЕ-діагностування встановлено не- обхідність додаткових обстежень досліджуваної ділянки іншими методами НК на предмет виявлен- ня та оцінки розмірів тріщиноподібних дефектів. Після проведення АЕ-локацї джерела та додат- кової перевірки визначено місце генерування сигналів АЕ і виявлено, що вони спричинені вібрацією клапана закриття всередині засувки № 106 (див. рис. 4). Висновки Застосування критерію оцінки типів руйнування конструкційних матеріалів за параметрами вейв- лет-перетворення сигналів АЕ під час діагносту- вання обладнання нафтопомпувальної станції дало змогу виявити сигнали двох типів: 1) сигнали АЕ, що характеризували в’язке руйнування (k  0,07) з низькими амплітудами, тому їх джерела не ста- новили небезпеки для ОК; 2) сигнали АЕ з суттєво вищими амплітудами, для яких 0,1  k  0,3, що відповідає крихкому руйнуванню. Додаткова пе- ревірка підтвердила наявність несправності у кла- пані закриття, що дозволило її успішно усунути. Таким чином, підсумки виконаного АЕ-діаг- ностування обладнання нафтопомпувальної стан- ції підтвердили ефективність запропонованої на- ми методики та засобів АЕ-діагностування. Предложена методика технического диагнос- тирования оборудования нефтеперекачивающих станций по амплитудно-частотным характерис- тикам сигналов акустической эмиссии и парамет- ров их вейвлет-преобразования. Разработанная ме- тодика применена во время планового обследования нефтеперекачивающей станции «Чиживка» фили- ала «Магистральные нефтепроводы «Дружба» ОАО «Укртранснефть». 1. Антипьев В. Н., Смирнов А. Ю. Основные требования промышленной безопасности для магистральных тру- бопроводов / Под ред. А. И. Владимирова, В. Я. Кершен- баума. — М.: Нац. ин-т нефти и газа, 2008. — 127 с. 2. Авария на нефтепроводе «Дружба» — мифы и реальность: мнение эксперта МСоЭС // ИА REGNUM. — Режим досту- пу: URL: http://www.reg um.ru/news/691160.html. 3. Авария нефтепровода на Закарпатье сделала жизнь лю- дей невыносимой // UA Reporter. — Режим доступу: URL: http://ua- reporter.com/novosti/46582. 4. Нафтова катастрофа у Мексиканській затоці стала найбільшою за історію США // ТСН. Новини. — Режим доступу: URL: http://tsn.ua/svit/naftova-katastrofa-u-meksi- kanskiy-zatoci-stala- naybilshoyu-za-istoriyu-ssha.html. 5. Статистика России и США. Особенности ремонта ма- гистральных трубопроводов / А. П. Куляшов, Ю. И. Молев, А. М. Тютьнев, В. А. Шапкин. — Режим досту- пу: URL: http://www.-rusnauka.com/13_NPT_2008/Stroi- telstvo/30160.doc.htm. 6. Андрусяк А. В. Аналіз і причини відмов на нафтопроводі та фактори, які впливають на їх експлуатацію // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. — 2008. — № 4. — С. 83–85. 7. Бабаджанова О. Ф., Павлюк Ю. Е., Сукач Ю. Г. Поже- жонебезпечні аварійні виливи нафти з лінійної частини магістрального нафтопроводу // Пожежна безпека. — 2010. — № 16. — С. 27–34. 8. Причини та механізм локальної корозії промислових нафтопроводів / В. Ю. Чернов, В. Д. Макаренко, Є. І. Крижанівський, Л. С. Шлапак // Фіз.-хім. механіка ма- теріалів. — 2002. — № 5. — С. 97–102. 9. Гумеров А. Г., Гумеров Р. С., Акбердин А. М. Диагности- ка оборудования нефтеперекачивающих станций. — М.: Недра, 2003. — 346 с. 10. Назарчук З. Т., Скальський В. Р. Акустико-емісійне діаг- ностування елементів конструкцій: наук.-техн. пос.: у 3 т. — Київ: Наук. думка, 2009. — 878 с. 11. Особливості корозії та корозійно-механічного руйну- вання тривало експлуатованих сталей магістральних трубопроводів / О. І. Звірко, З. В. Слободян, О. Т. Ци- рульник та ін. // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. — 2007. — № 2. — С. 81–86. 12. Skalsky V. R., Lyasota I. M. Estimation of the heat-affected zone for the electron-beam welding of plates // Materials sci. — 2010. — 46, № 1. — P. 115–123. 13. Зорин Н. Е. Факторы, влияющие на коррозионно-меха- нические характеристики трубных сталей в процессе длительной эксплуатации // Магистральные и промысло- вые трубопроводы: проектирование, строительство, экс- плуатация и ремонт. — 2008. — Вып. 1. — С. 43–47. 14. Crack detection in pressure piping by acoustic emission / P. H. Hutton, R. N. Ord, H. N. Pedersen, J. C. Spanner / In: Nuclear Safety Quarterly Report — July, August, Septem- ber, October, 1967 for Nuclear Safety Branch of USAEC Di- vision of Reactor Development and Technology. BNWL- 754. — Battelle-Northwest, Richland, Washington. — June 1968. — P. 3.1–3.13. 15. Mirabile M. Acoustic emission energy and mechanisms of plastic deformation and fracture // Nondestructive testing. — 1975. — 8, № 2. — P. 77–85. 16. Gerberich W., Atteridge D. G., Lessar J. F. An acoustic emissi- on investigation of microscopic ductile fracture // Metallurgical Transactions. — 1975. — A6, № 4. — P. 797–801. 17. Теоретические концепции метода акустической эмиссии в исследовании процессов разрушения / А. Е. Андрей- кив, Н. В. Лысак, О. Н. Сергиенко, В. Р. Скальский / Препр. АН УССР. Физ.-мех. ин-т; № 137. — Львов, 1987. — 49 с. 18. Скальський В. Р., Станкевич О. М. Використання вейв- лет-перетворення сигналів акустичної емісії для визна- чення особливостей крихкого руйнування скла // Міжвуз. зб. «Інженерна механіка». — Луцьк, 2011. — Вип. 33. — С. 213–219. 19. Діагностування механізмів руйнування сталі 38ХН3МФА за вейвлет-перетворенням сигналів акус- тичної емісії / В. Р. Скальський, Л. Р. Ботвіна, О. М. Станкевич та ін. // Техн. диагностика и неразруш. конт- роль. — 2011. — № 3. — С. 12–17. 20. Укртранснафта. Режим доступу: URL: http://www.ukrt- ransnafta.com/ua/. 21. Яковлев А. Н. Введение в вейвлет-преобразования: Уч. пос. — Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2003. — 104 с. 22. Vallen Systeme: The Acoustic Emission Company. — Ac- cess Mode: URL: http://www.vallen.de. Надійшла до редакції 30.03.2012 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2012 19

Діагностування обладнання нафтопомпувальних станцій методом акустичної емісії

Institution

Similar Items