Тип публикации: диссертация
Год издания: 2018
Ключевые слова: промышленная безопасность, ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ ТЕХНОГЕННОЙ И ЕСТЕСТВЕННОЙ ПРИРОДЫ, вибрации, амплитуды вибраций, АДАПТИВНАЯ СИСТЕМА НОРМИРОВАНИЯ, напряженно-деформированное состояние, дефекты, экспресс-диагностика, техническое состояние, ПЕРИОДИЧЕСКИЙ И ПОСТОЯННЫЙ МОНИТОРИНГ, управление техническим состоянием, демпфирование, бугельные разъемные соединения, интроскопия, тензометрия, расчетно-экспериментальные методы, идентификация, формы колебаний, спектр собственных частот колебаний
Аннотация: Цель исследования - разработка научно-методических основ, нормативного и инструментального обеспечения технологии оценки технического состояния динамически нагруженного оборудования опасных производственных объектов (ОПО), а также управление им через оптимизацию жесткостных, масс-инерционных и демпфирующих характеристик. РазработанПоказать полностьюа технология оценки и управления техническим состоянием (ОУТС) оборудования, эксплуатируемого при динамических воздействиях техногенной и естественной природы. Технология ОУТС основана на результатах расчетно-экспериментальных оценок технического состояния (ТС) оборудования и предполагает использование различных по своему составу стратегий контроля и управления ТС оборудования во время эксплуатации в зависимости от назначенной группы критичности. Для первичной категоризации оборудования по группам критичности введен условный показатель критичности, определяемый на основе вычисления вклада динамических напряжений в общее напряженно-деформированное состояние (НДС) оборудования. Технология ОУТС прошла апробацию применительно к оборудованию таких промышленных отраслей, как нефтепереработка, химия и нефтехимия, нефте- и газодобыча, и легла в основу разработанных автором отраслевых нормативно-методических документов РД 0154-13, СТО-00220227-044 и национального стандарта ГОСТ Р 555431. Развиты научно-методические основы контроля и мониторинга ТС различных групп промышленного оборудования ОПО РФ на основе разработки, апробации и внедрения универсальных расчетно-экспериментальных методов: 1) методологии расчетно-экспериментальной оценки НДС динамически нагруженного оборудования; 2) методологии экспресс-диагностики макродефектов. Предложены способы адаптации разработанной методологии расчетно-экспериментальной оценки НДС оборудования к условиям действующих производств, обеспечивающие ее инвариантность к конкретным типам контрольно-измерительной аппаратуры. Предложен «сигнальный» критерий оценки ТС оборудования, основанный на соотнесении собственных частот колебаний объекта, соответствующих балочным и оболочечным формам колебаний. Разработана адаптивная система нормирования амплитуд вынужденных колебаний оборудования по избранным критериям, применяемая при периодическом мониторинге динамически нагруженного оборудования ОПО. Разработана, апробирована и внедрена универсальная методология управления динамическим состоянием промышленного оборудования ОПО, эксплуатируемых в условиях динамических воздействий техногенной и естественной природы, основанная на оптимизации жесткостных, масс-инерционных и демпфирующих характеристик исследуемого объекта с учетом фактических условий его эксплуатации. Предложен двухстадийный подход, предусматривающий предварительное исследование динамической реакции объекта на упрощенных идеализированных моделях для сужения диапазона изменения параметров математических моделей этих связей, с последующим уточнением решения при исследовании реакции объекта по пространственным верифицированным конечно-элементным моделям. Разработано математическое, алгоритмическое и программное обеспечение для реализации предложенных подходов в области оценки и управления ТС объектов, эксплуатируемых при динамических воздействиях. Программное обеспечение представлено семью независимыми программными комплексами, применяемыми на различных этапах внедрения предложенной технологии ОУТС. Разработаны и внедрены в промышленную эксплуатацию инструментальные средства (измерительная техника, технические устройства, аппаратно-программные комплексы) и нормативно-методические документы для обеспечения безопасной эксплуатации динамически нагруженного оборудования ОПО в рамках реализации предложенной технологии ОУТС. Разработанные научно-методические подходы и реализующие их технические решения использованы в прикладных задачах оценки и управления ТС динамически нагруженного оборудования, что позволило обеспечить промышленную безопасность оборудования более чем на 50 технологических установках и ОПО промышленных предприятий Российской Федерации.