ПРИМЕНЕНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО МЕТОДА БОКСА ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ МАКРОДЕФЕКТОВ ОБОРУДОВАНИЯ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Дата поступления: 
08.09.2017
Рубрика: 
Год: 
2017
Номер журнала (Том): 
УДК: 
658.58
DOI: 

10.26731/1813-9108.2017.4(56).19-27

Файл статьи: 
Страницы: 
19
27
Аннотация: 

На основе проведенного анализа отмечена актуальность применения экспрессных методов технического диагностирования в целях повышения качества оценки технического состояния промышленного оборудования предприятий нефтепереработки, химии и нефтехимии, нефте- и газодобычи. Определена возможность использования спектров собственных частот колебаний для нужд технической диагностики объектов машиностроения. Предложена расчетно-экспериментальная методология экспресс-диагностики макродефектов промышленного оборудования на основе мониторинга отклонений от «эталонного» спектра собственных частот колебаний объекта в процессе эксплуатации. Для этих целей предложено использовать метод конечных элементов в сочетании с методами оптимального проектирования конструкций. При этом минимизацию целевой функции предложено выполнять с использованием комплексного метода Бокса. Для улучшения сходимости процедуры поиска оптимального решения исходный алгоритм метода модифицирован в части учета явных ограничений за счет введения коэффициента «отскока». Экспериментальным путем определено оптимальное значение коэффициента «отскока», обеспечивающее максимальную скорость сходимости. Проведена апробация и верификация методологии на ряде тестовых задач, а также на различных образцах промышленного оборудования в стендовых условиях и действующих технологических установках АО «Ангарская нефтехимическая компания» и АО «Ангарский завод полимеров». Для иллюстрации продемонстрированы результаты стендового тестирования расчетно-экспериментальной методологии экспрессной диагностики макродефектов на примере модели трубопровода DN 25 (33,5×3,2). Показана возможность использования для экспериментального исследования собственных характеристик трубопровода шагового метода возбуждения колебаний (stepped sine excitation).

Список цитируемой литературы: 

1.   СТО–СА–03–004–2009. Трубчатые печи, резервуары, сосуды и аппараты нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. Требования к техническому надзору, ревизии и отбраковке : утв. ОАО ВНИКТИнефтехимоборудование протокол № 5 от 16.12.2008.  Волгоград, 2010. 75 с.

2.   Власов В.Т., Дубов А.А. Физические основы метода памяти металла. М. : ТИССО, 2004. 424 с.

3.   ГОСТ Р ИСО 24497–1–2009. Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Ч. 1. Термины и определения : утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7.12.2009. № 586. Ст. 2010.

4.   ГОСТ Р ИСО 24497–2–2009. Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Ч. 2. Общие требования : утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7.12.2009. № 587. Ст. 2010.

5.   ГОСТ Р ИСО 24497–3–2009. Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Ч 3. Контроль сварных соединений : утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10.10.2009. № 499. Ст. 2010.

6.   Иванов В.И., Власов. И.Э. Неразрушающий контроль: справочник. Т. 7. Метод акустической эмиссии. М. : Машиностроение, 2006. 829 с.

7.   Комбинированный метод исследования деформации и разрушения образцов из углеро - углеродного композиционного материала по данным акустической эмиссии, корреляции цифровых изображений и тензометрии / С. В. Панин и др. // Вестник науки Сибири. 2012. № 4 (5). С. 129–138.

8.   ПБ 03–593–03. Правила организации и проведения акустико - эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов : утв. постановлением Госгортехнадзора России от 9.06.2003 № 77.

9.   Быков С.П., Иншаков Д.В., Кузнецов К.А. Применение акустической импульсной рефлектометрии в неразрушающем контроле труб теплообменников // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2014. № 10. С. 41–43.

10. СТО 00220227–043–2016. Трубопроводные системы. Методы акустического контроля. Метод акустической импульсной рефлектометрии. Иркутск : ИркутскНИИхиммаш, 2016. 26 с.

11. Коновалов А.М., Кугушев В.И., Яковлев А.Ю. Два перспективных направления для дефектоскопии трещин с использованием собственных колебаний объекта контроля // Контроль. Диагностика. 2017. № 8. С. 52–58.

12. Московенко И.Б., Коварская Е.З. Использование частот собственных колебаний при неразрушающем контроле физико-механических свойств материалов и изделий // В мире неразрушающего контроля. 2012. № 4 (58). С. 13–16.

13. Когушев В.И. Методика обнаружения значительных дефектов железнодорожных колес по результатам измерения частот их собственных колебаний // В мире неразрушающего контроля. 2010. №2(48). С. 72–74.

14. Равин А.А., Проскуряков К.Б. Анализ вибрационных характеристик рабочих лопаток осевых компрессоров // Судостроение. 2012. № 2. С. 54–56.

15. Савин С.Н. Ситников И.В., Данилов И.Л. Современные методы технической диагностики и мониторинга как средство безопасной эксплуатации строительных конструкций // В мире неразрушающего контроля. 2008. № 4 (42). С. 14–18.

16. Отчет НИР. Разработка методологии экспресс-диагностики дефектов промышленного оборудования по спектру собственных частот колебаний / С. Ю. Трутаев и др. Иркутск : ИркутскНИИхиммаш, 2017. 62 с.

17. СТО–00220227–044–2016. Оборудование опасных производственных объектов. Расчетно-экспериментальные методы исследования. Введ. 01.09.2016. Иркутск : ИркутскНИИхиммаш, 2016. 52 с.

18. Пат. 2626391С1 Рос. Федерация, МПК G01M 7/00 (2006.01). Способ мониторинга напряженно - деформированного состояния объектов повышенной опасности / С. Ю. Трутаев, К. А. Кузнецов ; заявитель и патентообладатель Иркутский научно-исследовательский и конструкторский институт химического и нефтяного машиностроения № 2016135360/28(055362) ; заявл. 30.08.2016, Бюл. № 21. 7 c.

19. Минашина И. К., Захарова Е.М. Обзор методов многомерной оптимизации // Информационные процессы. 2014. Т. 14., № 3. С. 256–274.

20. Моисеев Н.Н., Иванилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации. М. : Наука, 1979. 352 с.

21. Ниордсон Ф.П., Педерсон П. Обзор исследований по оптимальному проектированию конструкций // Механика. 1973. № 2. С. 136–152.

22. Рейтман М.И. Шапиро Г.С. Методы оптимального проектирования деформируемых тел: постановки и способы решения. М. : Наука, 1976. 265 с.

23. Безделев В.В., Буклемишев А.В. Программная система COMPASS. Руководство пользователя. Иркутск : Иркут. гос. техн. ун т, 2000. 120 с.

24. Банди Б. Методы оптимизации. Вводный курс.  М. : Радио и связь, 1988. 128 с.

25. Савин А. Н. Параллельный вариант алгоритма условной оптимизации комплексным методом Бокса // Изв. Сарат. гос. ун-та. 2012. Т.12., № 3. С. 109–117.

26. Гилл Ф. Мюррей У., Райт М. Практическая оптимизация. М. : Мир, 1985. 509 с.

27. Ewins D. J. Modal testing: theory, practice and applications. 2nd edition. 2000. 400 p.