175
with the theoretical ones within the experimental error limits. It is established by modeling and experimental studies that the
frequency range of 500-11000 Hz is the most informative for the developed system of monitoring and forecasting the residual
resource of pipeline transport.
Key words:
pipeline transport, pipeline, vibration diagnostic signal, resonant frequency, useful signal, spectrum, hollow
object, harmonic analysis, forced harmonic oscillations, mode superposition method, ANSYS, LabVIEW, entropy
parametrization.
I.
В
ВЕДЕНИЕ
Для обеспечения эффективности эксплуатации
трубопроводного транспорта необходимо уделять
особое внимание повышению надежности и качества их
диагностики [1-2].
Известен
комплексный
способ
контроля
местоположения
заглубленного
трубопроводного
транспорта (патент РФ на изобретение RU № 2482515,
МПК G01V 1/ 00 (2006.01), G01N 29/00 (2006.01),
20.05.2013), заключающийся в том, что в трубопроводе
осуществляют генерирование звуковых колебаний с
резонансной частотой посредством динамического
излучателя, устанавливаемого непосредственно в
трубопровод
на
место
запорно-регулирующей
арматуры, и регистрацию сигнала динамического
излучателя посредством чувствительного элемента [3-
8].
Данное изобретение направлено на контроль
местоположения
трубопроводного
транспорта,
проложенного в грунте, при этом данный способ не
позволяет определять наличие дефекта в трубопроводе,
его локализацию и размеры [9].
Задачей предлагаемого технического решения
является создание системы автоматизированного
мониторинга и прогнозирования остаточного ресурса
трубопроводного транспорта на основе энтропийной
параметризации вибродиагностических сигналов, в
которой устранены недостатки прототипа [9].
Техническим результатом является новый подход к
оценке
технического
состояния
проводящих
инженерных коммуникаций,
который
позволяет
определять не только наличие дефекта, но и размеры и
локализацию (позиционирование) не только в
трубопроводах, но и в любых проводящих инженерных
коммуникациях для транспортировки жидких и
газообразных сред (пневмо- и гидропроводах) [9].
II.
С
УЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ТЕХНИЧЕСКОГО
ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА
На сегодняшний день существует два способа
обследования трубопроводного транспорта: изнутри (с
помощью внутритрубных инспекционных снарядов) и
снаружи (при подземной прокладке – путем экскавации
трубопровода). Каждый из этих способов имеет свои
достоинства и недостатки. Безусловным достоинством
внутритрубного обследования является возможность
100% контроля трубопровода по всей протяженности. К
числу недостатков этого способа можно отнести
необходимость специальной подготовки трубопровода к
пропуску внутритрубных инспекционных снарядов
(ВИС), а именно – сооружение камер пуска-приема
ВИС, очистка внутренней полости от отложений,
устранение недопустимых сужений проходного сечения
и крутых поворотов, препятствующих прохождению
ВИС. Кроме того, число методов неразрушающего
контроля (НК), применяемых при внутритрубном
способе обследования, сильно ограничено (на
жидкостных
трубопроводах
используются
ультразвуковой и магнитный методы, а на газопроводах
– только магнитный), их чувствительность и точность
ниже по сравнению с аналогичными параметрами в
стационарных условиях, а результаты контроля в ряде
случаев (при наличии сварных соединений на
подкладных кольцах и неметаллических вкладышах)
неоднозначны. К тому же стоимость внутритрубного
обследования довольно высока (для уточнения
координат
и
размеров
дефектов
необходимо
осуществить несколько прогонов ВИС), а степень
опасности выявленных дефектов определяется на
основании сложных расчетов, требующих большого
количества данных [10-13].
При проведении обследования магистральных
трубопроводов снаружи спектр применяемых методов
НК намного шире и, кроме ультразвукового и
магнитного, могут быть использованы радиационный,
капиллярный, вихретоковый и ряд других методов. К
числу достоинств данного способа обследования
магистральных
трубопроводов
можно
отнести
использование наружных средств НК с более высокой
чувствительностью и точностью чем у ВИС, а также
возможность применения большего количества методов,
что позволяет существенно повысить достоверность
контроля. Однако наружный способ обследования имеет
серьезные недостатки: большинство применяемых
методов
НК
требует
значительного
объема
подготовительных работ (экскавация, снятие изоляции,
зачистка контролируемой поверхности), обладают
низкой производительностью, а на результаты контроля
оказывают сильное влияние свойства материала
трубопровода, состояние поверхности, ориентация и
расположение выявляемых дефектов. При этом
ключевым показателем опасности дефекта является его
площадь или объем без учета динамики дальнейшего
развития[10-13].
III.
СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
МОНИТОРИНГА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ТРУБОПРОВОДНОГО
ТРАНСПОРТА НА ОСНОВЕ ЭНТРОПИЙНОЙ
ПАРАМЕТРИЗАЦИИ ВИБРОДИАГНОСТИЧЕСКИХ
СИГНАЛОВ
Система автоматизированного мониторинга и
прогнозирования остаточного ресурса трубопроводного
транспорта состоит из разработанного и созданного
информационно–диагностического
комплекса
для
контроля технического состояния трубопроводов и
программного
обеспечения,
основанного
на
энтропийной параметризации вибродиагностических
сигналов [14-16].
