Мониторинг технического состояния объекта

Последствия от разрушения являются главным фактором, определяющим форму и содержание системы контроля технического состояния  конструкции. Системы мониторинга  позволяют предотвратить преждевременное  разрушение конструкции и обеспечивают своевременное обнаружение дефектов и неисправностей.

Наиболее  целесообразна установка систем мониторинга технического состояния  на тех объектах, где:

• разрушение конструкции может приводить к значительным материальным  и экологическим потерям, человеческим жертвам;
• доступ для проведения периодического контроля конструкции отсутствует или затруднен;
• периодическое диагностирование невозможно или связано с большой трудоемкостью подготовительных работ и контроля;
• конструкция обладает низкой эксплуатационной живучестью.

 

Cистема  мониторинга технического состояния подразумевает объединение в единую систему целого ряда составляющих:

• мониторинг методами неразрушающего контроля;
• мониторинг напряженно-деформированного состояния (НДС);
• слежение за рабочими параметрами технологического процесса;
• мониторинг факторов, влияющих на повреждаемость объекта;
• управление исполнительным оборудованием.

 

Наполнение  каждой составляющей варьируется в  зависимости от объекта и поставленных задач мониторинга. На основании  произведенного анализа факторов, влияющих на повреждаемость объекта, и видов дефектов конструкции выбираются методы и средства контроля.

Согласно  разработанной концепции все  составляющие системы мониторинга  строятся на однотипных измерительных  устройствах и имеют общее  ядро управления на базе центральной вычислительной станции.

Мониторинг  состояния электрохимической защиты трубопровода

В соответствии с ГОСТ Р 51164 магистральные трубопроводы при всех способах прокладки, кроме  надземной, обеспечиваются электрохимической  защитой  независимо от коррозионной агрессивности грунта. Электрохимическая защита позволяет снижать скорость коррозии трубопроводов.

Обеспечение непрерывной защищенности по времени  и протяженности трубопроводов  – основное требование, реализуемое  на этапах проектирования, строительства и эксплуатации систем электрохимической защиты.

Эксплуатационная  надежность средств электрохимической  защиты трубопроводов характеризуются  интенсивностью отказов, средним временем восстановления и суммарным временем работы средств катодной защиты. Время на восстановление средств защиты после их отказа складывается из времени обнаружения отказа и времени его устранения. Как правило, длительность простоя установки катодной защиты (УКЗ) в основном определяется моментом обнаружения ее отказа.

В целом, процесс измерений и оценка работоспособности средств электрохимическая защита (ЭХЗ) занимает много времени из-за большого количества проведения ручных операций, является трудоемким и труднореализуемым, особенно при низких температурах и расположении трубопроводов в труднодоступных местах.

Введение  непрерывного дистанционного контроля работы средств ЭХЗ уменьшает  время простоя УКЗ и влияние  человеческого фактора.

Дистанционный контроль работы средств электрохимической  защиты трубопроводов, осуществляемый автономной системой мониторинга позволяет:

• контролировать труднодоступные участки, участки повышенной и высокой коррозионной опасности круглогодично;
• производить мониторинг в режиме реального масштаба времени;
• существенно снизить затраты времени и средств на обследование УКЗ;
• резко сократить время простоев в работе УКЗ от момента обнаружения отказа до замены или ремонта поврежденных элементов;
• повысить стабильность поддержания заданных параметров УКЗ;
• выявлять отказы в работе средств ЭХЗ и координировать действия служб эксплуатации на участках трубопроводов повышенной опасности.

 

Введение  систем дистанционного контроля за работой  средств катодной защиты значительно  повышает эффективность защиты, так  как работа этих систем позволяет  поддерживать на высоком уровне техническое состояние системы ЭХЗ трубопроводов.

Мониторинг  напряжённо-деформированного состояния  трубопровода

На  эксплуатируемых трубопроводных системах существует большое количество участков со сложными геологическими условиями  эксплуатации. Это оползневые участки, зоны трубопроводов в пойменных, заболоченных местах и др. В этих случаях трубопровод подвергается воздействию дополнительных непроектных нагрузок. Для адекватной оценки технического состояния трубопроводов важно знать фактическое НДС трубопровода и его изменение под воздействием эксплуатационных и природно-климатических факторов.

Комплексный подход оценки НДС с применением  современных расчетных программных  комплексов и оборудования для прямых измерений напряжений (деформаций) позволяет с высокой точностью оценить фактическое и критическое НДС трубопровода.

Для своевременной  оценки степени воздействия непроектных  нагрузок на опасных участках необходима установка системы непрерывного мониторинга НДС, которая позволит эксплуатировать трубопроводную систему по фактическому техническому состоянию.

Перед установкой системы мониторинга  НДС трубопровода требуется провести ряд мероприятий направленных на предварительное изучение технического состояния объекта, которые включают в себя:

1. Анализ проектной документации.

2. Проведение  геодезического обследования.

3. Разработку расчётной модели.
4. Проведение прямых измерений напряжений в трубопроводе.
5. Оценку текущего НДС.
6. Корректировку расчетной модели.

После проведения предварительных работ  определяются наиболее нагруженные сечения трубопровода для установки датчиков деформации. По результатам расчета НДС каждому датчику назначается индивидуальный сигнальный диапазон, зависящий от фактических напряжений в местах установки.

Описание  автономной системы мониторинга  трубопроводов

Аппаратная  часть системы мониторинга представляет собой распределенную систему сбора, обработки и хранения диагностических  данных и состоит из центральной  вычислительной станции (ЦВС) и измерительных блоков (ИБ) в герметичных корпусах, а также сервера базы данных (Рис. 1).

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Структурная схема автономной системы  мониторинга трубопроводов.

ЦВС предназначена для приема, передачи, временного хранения и предварительной обработки информации, для связи и управления измерительными каналами. ЦВС включает в себя вычислительное устройство для обработки информации, проводные или беспроводные устройства коммуникации (проводные, GSM-, спутниковые модемы и т. д.) Питание ЦВС осуществляется от автономных источников питания либо от внешней сети.

Измерительные блоки выполняются в различных исполнениях для измерения:

• поляризационного и суммарного потенциалов системы электрохимической защиты;
• деформации трубопровода;
• температуры поверхности трубопровода;
• параметров сигналов акустической эмиссии;
• скорости коррозии трубопровода;
• концентрации газа в защитном футляре трубопровода;
• электрического сопротивления между трубопроводом и защитным футляром.

 

Сервер  базы данных и программное обеспечение  системы мониторинга обеспечивают регистрацию, обработку и долговременное хранение показаний обширного парка датчиков, ведётся подробный протокол работы системы мониторинга и действий персонала.

Заключение

Предлагают  автономные системы мониторинга  технического состояния для оснащения  следующих объектов магистрального трубопроводного транспорта:

• пересечения между трубопроводами и другими инженерными сетями;
• трубопроводы на оползнеопасных участках, в слабонесущих грунтах и в зонах карстообразования;
• водные переходы, переходы через авто- и железные дороги;
• трубопроводы, проложенные в тоннелях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

на тему: "Мониторинг технического состояния объекта"