Preview

Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ

Расширенный поиск

Методика проведения оперативного диагностирования трубопроводов энергетических систем и комплексов

https://doi.org/10.30724/1998-9903-2020-22-6-188-201

Полный текст:

Аннотация

ЦЕЛЬ. Рассмотреть проблемы надежности трубопроводных систем ЖКХ. Провести анализ существующих методов оценки технического состояния трубопроводов. Разработать усовершенствованну ю методику, позволяющую производить поиск различных типов дефектов в трубопроводах. Разработать устройство инерциального возбуждения низкочастотных диагностических вибрационных колебаний. Разработать программное обеспечение в среде LabVIEW для сбора, хранения и обработки сигналов, регистрируемых с помощью чувствительного элемента (пьезоэлектрического датчика ), устанавливаемого на трубопроводе. Провести серию экспериментальных исследований для проверки предложенной методики. МЕТОДЫ. Для возбуждения колебаний в исследуемом трубопроводе применялся метод инерциального возбуждения колебаний. Для поиска собственных частот колебаний исследуемого трубопровода применялись методы математического моделирования, реализуемые в программном комплексе ANSYS. При проведении экспериментов для обработки сигналов, регистрируемых с помощью чувствительного элемента (пьезоэлектрического датчика) , использовался метод быстрого преобразования Фурье. РЕЗУЛЬТАТЫ. В статье представлена методика оценки технического состояния трубопроводов , а также устройство инерциального возбуждения колебаний. В статье представлены результаты экспериментальных исследований на трубопроводе из стеклопластика, результаты показали, что при прохождении колебательной волны через стенку бездефектного трубопровод а еѐ амплитуда меняется незначительно. В случае наличия дефекта амплитуда колебаний будет значительно слабее за счѐт рассеивания колебательной энергии в месте дефекта. Таким образом, по степени ослабления амплитуды сигнала можно судить не только о наличии дефекта, но также и о его размерах.

Об авторах

Р. З. Шакурова
Казанский государственный энергетический университет
Россия

Шакурова Розалина Зуфаровна – аспирант

г. Казань



С. О. Гапоненко
Казанский государственный энергетический университет
Россия

Гапоненко Сергей Олегович – канд. техн. наук, доцент кафедры «Промышленная теплоэнергетика и системы теплоснабжения » (ПТЭ)

г. Казань



А. Е. Кондратьев
Казанский государственный энергетический университет
Россия

Кондратьев Александр Евгеньевич – канд. техн. наук, доцент кафедры «Промышленная теплоэнергетика и системы теплоснабжения» (ПТЭ)

г. Казань



Список литературы

1. Гапоненко С.О. Акустико-резонансный информационно-измерительный комплекс и методика контроля местоположения заглубленных трубопроводов: автореферат дис. кандидата технических наук / Казан. гос. энергет. ун-т. Казань, 2017. 22 с.

2. Gaponenko S.O., Nazarychev S.A., Kondratiev A.E. Determination of informative frequency ranges for buried pipeline location control // Helix. 2018. V. 8(1). P. 2481-2487.

3. Гапоненко С.О., Кондратьев А.Е. Измерительно–диагностический комплекс для определения расположения скрытых трубопроводов // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. Казань: КГЭУ. 2013. №3-4. С. 138-141.

4. Гапоненко С.О., Кондратьев А.Е. Модельная установка для разработки способа определения местоположения скрытых трубопроводов // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. Казань: КГЭУ. 2014. №7-8. С. 123-129.

5. Гапоненко С.О., Кондратьев А.Е. Перспективные методы и методики поиска скрытых каналов, полостей и трубопроводов виброакустическим методом // Вестник Северо-Кавказского федерального университета». Ставрополь: СКФУ. 2015. №2(47). С. 9-13.

6. Гапоненко С.О., Кондратьев А.Е. Методика поиска скрытых полых объектов в грунте // Научному прогрессу – творчество молодых. Поволжский государственный технологический университет. 2017. №2-4. С. 115-118.

7. Шакурова Р.З., Гапоненко С.О. Разработка надѐжного и энергоэффективного способа диагностики технического состояния энергетического оборудования. // Материалы 14 Международной молодежной научной конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам «Научному прогрессу – творчество молодых» Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2019.

8. Шакурова Р.З., Гапоненко С.О. Повышение надѐжности работы энергетических систем путем определения технического состояния трубопроводов // Материалы XIV Международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения». – Казань: Казанский государ ственный энергетический университет, 2019.

9. Гапоненко С.О., Шакурова Р.З. Повышение эффективности энергетических систем и систем транспортировки энергоносителя с использованием методов математического моделирования // Материалы 24 международной молодежной научной конференции «ТУПОЛЕВСКИЕ ЧТЕНИЯ (школа молодых ученых)». Казань: Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2019.

10. Зацепин А.Ф. Акустический контроль; под редакцией члена-корреспондента РАН, профессора, доктора технических наук В. Е. Щербинина ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, [Физико-технологический институт]. Екатеринбург : Изд-во Уральского ун-та, 2016. 209 с.

11. Канцедалов В.Г., Королев В.С., Балтян В.Н. и др.Диагностика типовых повреждений трубопроводов и физико-механических свойств котло-турбинных сталей энергооборудования ТЭС и АЭС :учебное пособие. Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет». Ростов-на-Дону : ДГТУ, 2018. 90 с.

12. Gladwell G.M.L. Inverse P roblems in Vibration. 2nd ed. Dordrecht, Boston, London: Kluwer Academic Publishers, 2004. (Русский перевод: Гладвелл Г.М.Л. Обратны е задачи теории колебаний. М.Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2008).

13. Zachwieja J // Effectiveness of diagnosing damage to an industrial pump rotor by analysing its vibrations // Diagnostyka. 2019. V. 20. Iss. 1. P. 33-39.

14. Zachwieja J. Pipeline stress analysis under supporting structure vibration // Diagnostyka. 2017. Vol. 18. Iss. 2. P. 23-30.

15. Stein Y., Zonova, N., Kubrak, I. Development and improvement of methods of diagnostics of heating systems in modern conditions // IOP Conference Series: Ear th and Environmental Science. 2017. V. 90. Iss. 1.

16. Гапоненко С.О., Кондратьев А.Е., Шакурова Р.З. Способ инерциального возбуждения механических колебаний в упругой оболочке // Патент России № 2705515 от 07.11.2019.

17. Потапов Д.А., Телышев ДВ. Основы проектирования виртуальных приборов в программной среде LabVIEW :компьютерный лабораторный практикум. Министерство образования и науки Российской Федерации, Нацио нальный исследовательский университет «МИЭТ». Москва : МИЭТ, 2017. 48 с.

18. Федосов В.П. Цифровая обработка звуковых и вибросигналов в LabVIEW [Текст] : функций системы NI Sound and Vibration LabVIEW / Москва:ДМК Пресс, 2009. 1289 с.: ил., табл.

19. Гапоненко С.О., Шакурова Р.З., Кондратьев А.Е., Condition monitoring system // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2019618374 от 01.07.2019.

20. Гапоненко С.О., Шакурова Р.З., Кондратьев А.Е., и др. Contactless monitoring system // Свидетельство о государственной регистрации программы для Э ВМ №2019617616 от 18.06.2019.

21. Капранов Б.И., Короткова И.А. Спектральный анализ в неразрушающем контроле. Томск: Томский политехнический университет, 2008.

22. Kondratiev A.E., Gaponenko S.O., Shakurova R.Z., Nazarychev S.A. IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series // Acoustic-resonance method for control of the location of hidden hollow objects 2019.

23. Kondratiev A.E., Gaponenko S.O., Shakurova R.Z., Nazarychev S.A. IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series // Information-measuring system for monitoring the location of underground gas pipelines on the basis of improved acoustic resonance method. 2019.

24. Kondratiev A.E., Gaponenko S.O., Shakurova R.Z., Dimova R. E3S Web of Conferences, SES 2019 // Improving the methodology for assessing the technical condition of equipment during the transportation of energy carrier in energy systems and complexes. 2019.

25. Kondratiev A.E., Gaponenko S.O., Shakurova R.Z., Dimova R. E3S Web of Conferences, SES 2019 // Improving the efficiency of energy complexes and heat supply systems using mathematical modeling methods at the operational stage. 2019

26. Nazarychev S.A., Gaponenko S.O., Shakurova R.Z. Development of Software and Hardware Complex based on Theoretical Modeling and Experimental Study of Linearly Extended Energy Facilities on their Technical Condition // Helix. 2019. V. 9 (5):5621-5630.

27. Леонтьев Н.В. Применение системы ANSYS к решению задач модальн ого и гармонического анализа. Нижний Новгород: 2006.


Для цитирования:


Шакурова Р.З., Гапоненко С.О., Кондратьев А.Е. Методика проведения оперативного диагностирования трубопроводов энергетических систем и комплексов. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2020;22(6):188-201. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2020-22-6-188-201

For citation:


Shakurova R.Z., Gaponenko S.O., Kondratiev A.E. Technique for operational diagnosis of pipelines of energy systems and complexes. Power engineering: research, equipment, technology. 2020;22(6):188-201. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2020-22-6-188-201

Просмотров: 43


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-9903 (Print)
ISSN 2658-5456 (Online)