отчет. Отчет по практике -Губанова И.Р.. Отчет по ознакомительной практике по направлению подготовки
 Скачать 441.52 Kb.
|
2.2 Методы диагностики по изменению параметров диагностических процессов.К этим методам следует отнести не только собственно параметрическую диагностику, основанную на контроле параметров работающих агрегатов, но и вибрационную диагностику, т.к. параметрические методы включают несколько каналов контроля различных процессов, в т.ч. и вибрацию агрегатов и их отдельных узлов. 1.2.1. Вибрационная диагностика. Прежде, чем перейти к описанию физических основ вибродиагостики, технологии и методики ее проведения, а также используемых средств, рассмотрим основные цели и задачи вибродиагностики. Методы вибродиагностики направлены на обнаружение и идентификацию таких неисправностей агрегата, которые оказывают влияние на его вибрацию: дефектов роторов, опорной системы и узлов статора, испытывающих либо генерирующих динамические нагрузки. Целями вибродиагностики являются: -предупреждение развития дефектов агрегата и сокращение затрат на его восстановление, -определение оптимальной технологии восстановления работоспособности агрегата, если возникший дефект исключает возможность его нормальной эксплуатации. Основной задачей вибродиагностики является разделение множества возможных технических состояний агрегата на два подмножества: исправных и неисправных. Следующей задачей является постановка диагноза, состоящего в определении характера и локализации одного или группы дефектов, соответствующих вибрационному состоянию агрегата. Одной из задач вибродиагностики является возможное обнаружение дефекта на ранней стадии и прогнозирование его развития во времени. На основании диагноза определяется оптимальный режим эксплуатации агрегата в условиях возникшей неисправности и технология устранения дефекта и восстановления работоспособности агрегата. Чем надежней и конкретней диагноз, тем ниже затраты, связанные с восстановлением агрегата. Вибрация – это вид механического колебания, совершаемого конролируемой точкой агрегата с достаточно высокой частотой относительно некоторого нейтрального положения. Элементы машины динамически взаимодействуют друг с другом, и через конструкцию происходит рассеивание энергии в виде механических колебаний. Эти колебания возникают как побочный результат при нормальной передаче энергии через механизмы агрегата. По мере износа оборудования, в результате оседания фундамента, деформации деталей и пр., в конструкции машины происходят какие-либоизменения, которые заключаются в нарушении центровки валов, изнашивании деталей, нарушении баланса роторов, увеличении зазоров. При этом возрастает рассеивание энергии в виде увеличения механических колебаний. По мере развития неисправностей, в машине происходит изменение динамических процессов в виде количественного и качественного изменения сил, действующих на отдельные детали. В результате изменяется и уровень, и вид вибрации. Вибрация, таким образом, происходит под действием сил возбуждения, имеющих различную природу. В роторных машинах силы возбуждения связаны, в первую очередь, с процессом вращения вала. По сути, вибрация или колебание отдельной точки машины во времени представляет собой физический сигнал, периодически изменяющийся по величине и направлению. Исходный вибросигнал при помощи стандартных математических операций может быть преобразован в различные взаимосвязанные представления – в вид виброперемещения, виброскорости и виброускорения. Трудность диагностирования при этом состоит в том, что не существует надежных специфичных признаков для идентификации конкретных дефектов, кроме того, в ряде случаев при существенном возрастании некоторой диагностически информативной гармоники вибрации общий уровень интенсивности вибрации может меняться несущественно. В то же время по уровню вибрации и росту ее во времени в большинстве случаев можно достаточно надежно квалифицировать состояние агрегата как исправное или неисправное. У некоторых дефектов есть признаки, позволяющие в определенной ситуации установить дефект как наиболее вероятный. Назовем некоторые из них. Если ротор опирается на подшипники качения и интенсивность вибрации (СКЗ виброскорости) преобладает на одном подшипнике и растет во времени, то скорее всего дефект состоит в повреждении (износе поверхностей качения) этого подшипника. Однако такой же характер вибрации может быть связан с деградацией опорных (фундаментных) элементов под рассматриваемым подшипником либо с появлением дисбаланса с одной стороны ротора; в то же время повреждения могут возникнуть одновременно на обоих подшипниках ротора, в этом случае упомянутый признак оказывается несостоятельным. Если наблюдаются относительно высокие вибрации в осевом направлении при повышенных вибрациях в других направлениях на подшипниках одного ротора, то это может быть связано с остаточным прогибом этого ротора. В то же время при несоосности венцов муфты (коленчатость) на машине, состоящей из приводного электродвигателя и механизма, такая же вибрация наблюдается на роторе электродвигателя, подшипники которого встроены в корпус; такой же характер вибрации может быть и при определенном расположении дисбалансов на некотором роторе машины. Если резко нарушается соотношение между вертикальными и поперечными составляющими вибрации, это может быть вызвано повреждением фундамента либо отрывом фундаментной плиты. Однако при некоторых динамических свойствах агрегата это может быть связано с определенной формой неуравновешенности, появлением низкочастотной вибрации и другими причинами. 1.2.2. Параметрические методы диагностики Параметрическая диагностика – это контроль нормируемых параметров оборудования, обнаружение и идентификация их опасных изменений. Она используется для аварийной защиты и управления оборудованием, а диагностическая информация содержится в совокупности отклонений величин, контролируемых параметров от номинальных или нормирующих значений Параметрические методы контроля работоспособности оборудования основаны на измерении, соответствующем функциональном преобразовании результатов измерений и оценке выходных и внутренних параметров объектов контроля [6]. К параметрическим методам относятся методы контроля работоспособности в целом насосов, электродвигателей и пр. Что касается параметрической диагностики насосных агрегатов, то под нею подразумеваются методы, основанные на специальной обработке и анализе значений гидродинамических, термических и других функциональных параметров, измеряемых на работающем насосном агрегате. Если обратиться к работам некоторых авторов в зоне оценки технического состояния оборудования, то к примеру в своей работе Баженов В.В. ставит перед собой целью оценить техническое состояние и остаточный ресурс насосных агрегатов нефтеперекачивающих станций в условиях автоматизации магистральных нефтепроводов. В было обоснована необходимость проведения дефектоскопии корпусов магистральных и подпорных насосов, а также их валов и роторов электродвигателей, что позволит повысить достоверность результатов вибрационной диагностики, определить техническое состояние и остаточный ресурс насосного оборудования. Сулеманов Р.Н. установил зависимость уровня вибрации на гармониках оборотной частоты вращения от характеристик расцентровки насосного агрегата, позволяющая диагностировать тип и величину расцентровки по спектру вибрации. Так же был получен и обоснован новый линеаризованный критерий оценки технического состояния насосных агрегатов, позволяющий проводить сравнение измеренных и паспортных значений гидравлического к.п.д. насосных агрегатов независимо от технологического режима их работы. В работе Каминский С.Г. предложила техническую реализацию способов мониторинга и прогнозирования остаточного ресурса оборудования по предельным параметрам спектральных характеристик виброактивности узлов насосного агрегата нефтепромыслового оборудования в условиях эксплуатации в передвижной вибродиагностической лаборатории. В работе Беляев П.В. разработан и теоретически обоснован способ, позволяющий обрабатывать прерывистые поверхности методом ППД за счёт использования сил инерции деформирующего элемента, получена оптимизационная модель расчёта режимов комбинированной обработки отверстий растачиванием и раскатыванием. Но остановимся на нескольких математических моделях, которые могут быть применимы для решения задач по интеграции и адаптации инновационных технологий в систему мониторинга технического состояния оборудования для учета нефти. Решению задач автоматизации управления технологическими процессами, протекающими в нефтепроводе, были посвящены труды В.П. Тарасенко, С.В. Чирикова, Б.И. Мисевичуса, В.А. Саенко, О.Н. Рыжевского, Л.А. Зайцева и Г.С. Ясинского, Р.М. Ахметова, Ю.В. Ливанова, А.В. Матвиенко, Я.Б. Кадымова, P.A. Караева, A.A. Левина и других исследователей. В большинстве работ были описаны как структура и состав средств и методов контроля, проблемы диспетчеризации и учета нефти, так и особенности модельного описания процессов, протекающих в нефтепроводе. В частности, имитационный подход к построению моделей распределенных систем, в том числе объектов трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов, рассматривался в работах В.В. Трофимова, В.П. Тарасенко, В.И. Мащенко. Модели течения жидкости с учетом специфики трубопроводного транспорта нефти разрабатывались и совершенствовались научными школами Л.С. Лейбензона, И.А. Чарного, М.В. Лурье. Теоретические основы построения систем управления с распределенными параметрами занимались такие исследователи, как М.В. Мееров, Б.Л. Литвак, А.В. Ахметзянов, В.Н. Кулибанов, А.Г. Бутковский, Е.В. Вязунов и другие. Необходимость создания принципов и систем автоматизированного управления и принятия управленческих решений в условиях неопределенности привела к появлению во второй половине XX века теории адаптивных систем. Еѐ становление связано с работами А.А. Фельдбаума, Я.З. Цыпкина, Л.А. Растиригина. Одним из перспективных направлений в теории адаптивных систем стала теория непараметрического оценивания. Основой теории послужили работы M. Rosenblatt и E. Parzen. В развитии теории в нашей стране внесли вклад Ф.П. Тарасенко, А.В. Медведев, В.П. Живоглядов, Э.А. Надарая, А.И. Рубан, Ю.Г. Дмитриев, Г.М. Кошкин, А.В. Добровидов. Впоследствии принципы адаптации активно развивались в рамках теории машинного обучения и интеллектуального анализа данных. Важными явились приложения указанных теорий к исследованию коллективов (ансамблей) моделей (L. Breiman, M. Kearns, L. Valiant, А.В. Лапко), искусственных нейронных сетей, генетических алгоритмов, а также комбинированных адаптивных моделей, в том числе для многосвязных систем (А.В. Медведев, А.П. Красноштанов). В частности, в работах А.В. Медведева и А.П. Красноштанова предложены основные принципы построения статических (безынерционных) комбинированных моделей технологических процессов. Рассматривается случай, когда процессы относятся к классу многосвязных дискретно-непрерывных с запаздыванием. С точки зрения практики такие модели позволяют работать в условиях недостатка априорной информации, наиболее полно использовать имеющуюся информацию и восполнять еѐ, используя адаптивный подход. Задачи синтеза и исследования непараметрических моделей для линейных динамических систем, а также построенных на их основе регуляторов, рассмотрены в работах А.В. Медведева, А.А. Иванилова, С.Н. Чайки, Н.А. Медведевой, О.В. Кузнецовой, А.Н. Пупкова, О.А. Иконникова, А.П. Руднева. Такие модели зарекомендовали себя в решении задач идентификации динамических (инерционных) технологических процессов и создания управляющих систем в теплоэнергетике, стройиндустрии и на предприятиях цветной металлургии. На практике в качестве основного подхода к построению моделей технологических режимов перекачки нефти в компании АО «Транснефть – Западная Сибирь» в настоящее время принимается процедура создания моделей стационарного течения нефти. Модель представляет собой большую систему нелинейных алгебраических уравнений, сформированную в соответствии с законами Кирхгофа для трубопроводной сети. Уравнения описывают установившиеся процессы, происходящие в узлах и независимых контурах сети. Параметры уравнений – коэффициенты гидравлического сопротивления, показатели характера течения жидкости и действующие напоры, переменные – объемные расходы по соответствующим участкам сети. Для численного решения системы уравнений применяется модифицированный метод последовательных приближений, идея которого была предложена Р.Т. Файзуллиным и развита в работах К.В. Логинова и А.М. Мызникова. Практика эксплуатации магистрального нефтепровода показывает необходимость в построении нестационарных (динамических) моделей для описания переходных процессов в магистральном трубопроводе с учетом доступной априорной информации и преимуществ адаптивного подхода. |