Разработка автоматизированной системы неразрушающего контроля и диагностики металла с функцией определения остаточного ресурса
В настоящее время необходимо ужесточить требования к параметрам систем неразрушающего контроля, применяющихся для мониторинга на ответственных объектах, в связи с необходимостью уменьшения рисков возникновения крупных аварий, подобных той, что произошла на Саяно-Шушенской ГЭС. В настоящей работе авторами предлагается система контроля, предотвращающая возникновение аварийных ситуаций на основании информации о сроках разрушения, полученной по результатам работы системы.
Постановка задачи исследования.
- Выбор оптимальных датчиков под каждый метод для работы в системе;
- Построение алгоритмов для получения результатов измерений каждым из используемых методов;
- Разработка и реализация программного комплекса визуализации результатов контроля.
Выбор оптимальных датчиков под каждый метод для работы в системе. Для первого уровня контроля выбраны типовые цифровые датчики предназначенные для контроля методом акустической эмиссии. Для второго уровня контроля используются аналоговые датчики с преобразованием результатов контроля в цифровой вид
Метод акустической эмиссии используется для обнаружения источников излучения, т.е. для поиска развивающихся дефектов. На первом уровне контроля прослеживается тенденция деградации структурно-фазового состояния металла.
Построение алгоритмов для получения результатов измерений каждым из используемых методов. Алгоритм определения дефектных участков контроля заключается в следующем: регистрируя изменения сигналов акустической эмиссии, получаемых с участков контролируемого объекта производится сравнение с базовыми параметрами, полученными экспериментально. На основании результатов сравнения делается вывод о наличии дефектов на участках. По интенсивности изменения параметров определяется класс опасности участка. Локализация дефекта производится на основании различия времени прихода сигналов от разных дефектов на датчик. На втором уровне контроля анализируется структурное состояние объекта. На основании полученных результатов измерений программа вызывает подпрограмму прогнозирования остаточного ресурса работоспособности.
Разработка и реализация программного комплекса визуализации результатов контроля. Полученные результаты диагностики преобразуются в графический вид посредством вызова специальной функции. Данная функция отвечает за прорисовку результатов и вывод текстовой информации в рабочие окна.
Программа включает в себя три окна. Главное окно: в верхней части окна название программы, логотип и информация о функциональном назначении. В центральной части окна располагается рабочая область, в которую входят схематическое отображение контролируемых участков. При нажатии кнопки «Условные обозначения» осуществляется вывод окна с расшифровкой обозначений типов контролируемых участков. В нижней части окна располагается консоль событий, отражающая в себе характеристику работы системы.
Блок контроля аварийных ситуаций срабатывает на необходимом участке по результатам измерений на первом уровне контроля. Программа предусматривает автоматический вывод окна с необходимой информацией по дефектности данного участка и времени устранения выявленных несоответствий в целях предотвращения аварийной ситуации.
Для перехода в окно анализа ресурса работоспособности с рекомендациями о сроках устранения дефекта и прогнозом разрушения данного участка необходимо осуществить переход на интересующий объект. Для простоты восприятия информации в программе использована визуализация ресурса работоспособности участка в виде прямоугольника с закрашенным сектором, показывающем отработанный ресурс. В зависимости от расположения в области выявленной стадии определяется время работы объекта до отказа, измеряемое в часах эксплуатации. Прогноз соответствует истинному моменту разрушения с точностью 98 % при сохранении текущего технологического режима эксплуатации объекта. В зависимости от оставшегося времени допустимой эксплуатации объекта определяются сроки устранения или замены. После вывода этой информации второй уровень контроля автоматически будет отключен.
Для визуализации результатов используется адаптированная к производственным условиям терминальная консоль, устанавливаемая в пункте контроля. Консоль базируется на основе свободно распространяемого ПО, что не требует дополнительных затрат и обеспечивает гибкость всей системы и с легкостью позволяет синхронизировать систему диагностики с большинством известных на сегодняшний день операционных систем.. В случае обнаружения развивающегося дефекта программа управления системой сообщит об этом окрашиванием уловного обозначения данного участка в красный свет и выдаст рекомендации о сроках устранения. В случае неустранения дефектного участка система сообщит об этом посредством световой и звуковой сигнализации.
Выводы. На основе представленных методик диагностики металла теплоэнергетических объектов с применением акустической эмиссии на начальном этапе диагностики, и метода затухания ультразвуковых волн, использованного для более точного анализа структурно-фазового состояния объекта контроля, спроектирована и разработана программа «KlimMed» системы диагностики оборудования методами неразрушающего контроля в режиме реального времени с функцией прогнозирования остаточного ресурса.
Разработанная авторами система неразрушающего контроля обеспечивает обнаружение и локализацию развивающихся дефектов с погрешностью около 2 %, и позволяет осуществлять диагностику контролируемого оборудования и прогнозирование развития дефектов, то есть предупреждение возникновения аварийных ситуаций на объектах путём своевременного обнаружения дефектов и рекомендаций о сроках устранения.
Дата публикации: 20.03.2012
Похожие записи:
- Эксплуатационные повреждения и разрушение металла деталей горячего тракта газотурбинных установок
- Компьютерное моделирование процесса образования продуктов реакции при сжигании жидких топлив
- Новые принципы создания тепловых генераторов на основе методов импульсного сжигания углеводородов непосредственно в водном теплоносителе
- Котел-утилизатор твердых бытовых отходов с рециркуляцией дымовых газов как способа сокращения вредных выбросов
- Электроснабжение летней дойки от микрогэс
- Моделирование установившихся режимов в сетях с импульсными преобразователями