RU112978U1

RU112978U1 - SYSTEM OF MONITORING STRESSED-DEFORMED STATE OF PIPELINE LINING OF INDUSTRIAL UNITS

Info

Publication number: RU112978U1
Application number: RU2011139462/06U
Authority: RU
Inventors: Юрий Валерьевич Брусиловский
Original assignee: Юрий Валерьевич Брусиловский
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2012-01-27

Abstract

1. Система мониторинга напряженно-деформированного состояния трубопроводной обвязки промышленных агрегатов, содержащая не менее одного автоматизированного рабочего места контроля трубопроводной обвязки, блок предварительной обработки сигналов, состоящий из блока анализа и базы данных значений оценки напряженности конструкций трубопроводной обвязки и выполненный с возможностью передачи результатов измерений в архивную базу данных, блок датчиков напряженно-деформированного состояния, причем автоматизированное рабочее место снабжено компьютером, устройством цветного мнемонического отображения состояния трубопроводной обвязки, при этом блок анализа выполнен с возможностью приема и регистрации сигналов датчиков напряженно-деформированного состояния и с возможностями оценки текущего состояния трубопровода по значению показаний датчиков напряженно-деформированного состояния, прогноза возможных изменений состояния напряженно-деформированного состояния трубопровода и на основе прогноза возможностью выполнения расчета оставшегося ресурса трубопровода. ! 2. Система по п.1, характеризующаяся тем, что блок анализа содержит электронно-вычислительное устройство, снабженное аналого-цифровыми преобразователями для обеспечения соединения с контроллером ввода/вывода, соединенным с блоком датчиков напряженно-деформированного состояния. ! 3. Система по п.2, характеризующаяся тем, что блок датчиков напряженно-деформированного состояния включает струнные датчики деформации. ! 4. Система по п.2, характеризующаяся тем, что блок датчиков напряженно-деформированного состояния включает тензометрические да� 1. The system for monitoring the stress-strain state of the piping of industrial units, containing at least one automated workstation for monitoring the piping, a signal preprocessing unit, consisting of an analysis unit and a database of values for assessing the stress of piping structures and made with the ability to transfer measurement results to archive database, a block of stress-strain state sensors, and the workstation is equipped with a computer, a device for color mnemonic display of the pipeline status, while the analysis unit is configured to receive and record signals from the stress-strain state sensors and with the ability to assess the current state of the pipeline according to the value of the readings of the stress-strain state sensors, the forecast of possible changes in the state of the stress-strain state of the pipeline and, based on the forecast, it is possible the calculation of the remaining pipeline resource. ! 2. The system according to claim 1, characterized in that the analysis unit contains an electronic computing device equipped with analog-to-digital converters to provide connection to an input / output controller connected to the stress-strain state sensor unit. ! 3. The system according to claim 2, characterized in that the stress-strain state sensor unit includes string strain sensors. ! 4. The system according to claim 2, characterized in that the stress-strain state sensor unit includes strain gauge pressure

Description

Полезная модель относится к области диагностики напряженно-деформированного состояния (НДС) деталей машин, агрегатов, технологического оборудования и может быть использована при прокладке и эксплуатации трубопроводных обвязок промышленных агрегатов (газопроводов) и других металлоконструкций.The utility model relates to the field of diagnostics of the stress-strain state (VAT) of machine parts, assemblies, technological equipment and can be used in laying and operating piping piping of industrial units (gas pipelines) and other metal structures.

В процессе прокладки, испытаний и эксплуатации трубопроводные обвязки промышленных агрегатов (ТПО ПА) подвергаются комплексному воздействию статических и динамических напряжений: агрессивных компонентов окружающей среды, давления грунта, сил тяжести, а также силовых газодинамических и тепловых процессов.In the process of laying, testing and operation, piping of industrial units (TPO PA) are subjected to the complex effects of static and dynamic stresses: aggressive environmental components, soil pressure, gravity, as well as gas-dynamic and thermal processes.

Одной из задач, решаемых при прокладке (строительстве), и эксплуатации ТПО ПА, является контроль статических и динамических напряжений в трубопроводе, т.е. оценка НДС трубы с целью прогнозирования работоспособности и определения ее остаточного ресурса.One of the tasks to be solved during the laying (construction) and operation of TPO PA is the control of static and dynamic stresses in the pipeline, i.e. Estimation of the VAT of the pipe in order to predict the operability and determine its residual life.

Задача эта решается с помощью измерения статических и динамических напряжений наиболее нагруженных участков трубопровода с помощью датчиков, устанавливаемых на поверхность трубопровода.This problem is solved by measuring the static and dynamic stresses of the most loaded sections of the pipeline using sensors installed on the surface of the pipeline.

Известна система контроля и регулирования режима работы трубопровода (см. патент SU1839706 A3, опубл. 30.12.1993, кл. F17D 5/00), которая включает тензометрические и температурные датчики, закрепленные на теле трубы, приемно-передающий комплект аппаратуры, установленный вблизи измерительного сечения и соединенный с датчиками, и центральный пульт управления.A known system for monitoring and regulating the operating mode of the pipeline (see patent SU1839706 A3, publ. 30.12.1993, class F17D 5/00), which includes strain gauges and temperature sensors mounted on the pipe body, transmitting and receiving equipment installed near the measuring sections and connected to sensors, and the central control panel.

Недостатками известной системы контроля является ее низкая производительность и недостаточная точность контроля, обусловленная использованием устаревших оборудования и методик анализа напряженных состояний трубопровода.The disadvantages of the known control system is its low productivity and lack of control accuracy due to the use of outdated equipment and methods for analyzing the stress state of the pipeline.

Задачей настоящей полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков.The objective of this utility model is to eliminate the above disadvantages.

Технический результат заключается в увеличении производительности, повышении точности контроля состояния трубопроводной обвязки, уменьшении ошибок контроля, определении оставшегося ресурса трубопровода.The technical result consists in increasing productivity, improving the accuracy of monitoring the condition of the piping, reducing control errors, determining the remaining resource of the pipeline.

Технический результат обеспечивается тем, что система мониторинга напряженно-деформированного состояния трубопроводной обвязки промышленных агрегатов содержит не менее одного автоматизированного рабочего места контроля трубопроводной обвязки, блок предварительной обработки сигналов, состоящий из блока анализа и базы данных значений оценки напряженности конструкций трубопроводной обвязки и выполненный с возможностью передачи результатов измерений в архивную базу данных, блок датчиков напряженно-деформированного состояния. Причем автоматизированное рабочее место снабжено компьютером, устройством цветного мнемонического отображения состояния трубопроводной обвязки. При этом блок анализа выполнен с возможностью приема и регистрации сигналов датчиков напряженно-деформированного состояния и с возможностями оценки текущего состояния трубопровода по значению показаний датчиков напряженно-деформированного состояния, прогноза возможных изменений состояния НДС трубопровода и на основе прогноза возможностью выполнения расчета оставшегося ресурса трубопровода. В соответствии с частными случаями выполнения система может иметь следующие конструктивные особенности.The technical result is ensured by the fact that the system for monitoring the stress-strain state of the piping piping of industrial units contains at least one automated workstation for monitoring the piping piping, a signal preprocessing unit, consisting of an analysis unit and a database of values for assessing the tension of piping piping structures and configured to transmit measurement results in an archive database, a block of stress-strain state sensors. Moreover, the workstation is equipped with a computer, a color mnemonic device for displaying the status of the piping. In this case, the analysis unit is configured to receive and register the signals of the stress-strain state sensors and with the possibility of assessing the current state of the pipeline by the value of the readings of the stress-strain state sensors, the forecast of possible changes in the state of the pipeline VAT and based on the forecast the possibility of calculating the remaining resource of the pipeline. In accordance with special cases, the system may have the following design features.

Блок анализа содержит электронно-вычислительное устройство, снабженное аналого-цифровыми преобразователями для обеспечения соединения с контроллером ввода/вывода, соединенным с блоком датчиков напряженно-деформированного состояния.The analysis unit contains an electronic computing device equipped with analog-to-digital converters to provide a connection to an input / output controller connected to a block of stress-strain state sensors.

Блок датчиков напряженно-деформированного состояния может включать струнные датчики деформации для анализа статических напряжений в трубопроводе.The block of stress-strain state sensors may include string strain gauges for analyzing static stresses in the pipeline.

Блок датчиков напряженно-деформированного состояния может включать тензометрические датчики деформации для анализа как статических, так и динамических напряжений в трубопроводе.The block of stress-strain state sensors may include strain gauge strain gauges for the analysis of both static and dynamic stresses in the pipeline.

Блок датчиков напряженно-деформированного состояния может дополнительно включать датчики температуры для термокомпенсации показаний датчиков напряженно-деформированного состояния.The stress-strain state sensor unit may further include temperature sensors for thermally compensating the readings of the stress-strain state sensors.

Техническая сущность полезной модели поясняется иллюстрацией, на которой отображена схема работы настоящего устройства.The technical essence of the utility model is illustrated by an illustration, which shows the scheme of operation of this device.

Система мониторинга напряженно-деформированного состояния трубопроводной обвязки промышленных агрегатов работает следующим образом.The system for monitoring the stress-strain state of the piping piping of industrial units is as follows.

В процессе эксплуатации трубопроводной обвязки происходит изменение ее технологических параметров, обусловленных динамическими нагрузками при эксплуатации трубопровода и статическими нагрузками: воздействием окружающей среды, старением и дефектами при прокладке. При этом датчики напряженно-деформированного состояния регистрируют эти изменения и передают их на электронно-вычислительное устройство, которое может быть выполнено в виде микроЭВМ. Она оценивает текущее состояние трубопровода по значению показаний датчиков напряженно-деформированного состояния, прогнозирует возможные изменения состояния НДС трубопровода, на основе прогноза выполняет расчет оставшегося ресурса трубопровода и передает результаты на автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора и в архивную базу данных для хранения. При прогнозе недопустимого состояния НДС трубопровода микроЭВМ вырабатывает сообщение оператору АРМ. В процессе эксплуатации система формирует пакет цифровых символьных и текстовых донесений о результатах оценки состояния трубопроводной обвязки и заносит значения датчиков напряженно-деформированного состояния, абсолютные значения и скорости изменения параметров в архивную базу данных. Одновременно компьютер автоматизированного рабочего места периодически во времени с заданной частотой производит опрос блока предварительной обработки сигнала датчиков напряженно-деформированного состояния контролируемой трубопроводной обвязки на наличие выработанных сообщений и отображает результаты опроса на мнемосхеме монитора, светодиодном экране или с помощью видеопроектора на экране настенного планшета. Дежурный диспетчер визуально оценивает состояние объекта диагностики по информации, отображаемой на мнемосхемах монитора и настенном экране, и принимает решение о проведении технического обслуживания трубопровода и (или) вызове аварийной бригады.During operation of the piping strapping, its technological parameters change due to dynamic loads during pipeline operation and static loads: environmental exposure, aging, and laying defects. In this case, stress-strain state sensors record these changes and transmit them to an electronic computing device, which can be made in the form of a microcomputer. It estimates the current state of the pipeline by the value of the sensors of the stress-strain state, predicts possible changes in the state of the pipeline VAT, based on the forecast, calculates the remaining resource of the pipeline and transfers the results to the operator’s workstation and to the archive database for storage. When predicting an unacceptable state of VAT in the pipeline, the microcomputer generates a message to the operator of the workstation. During operation, the system generates a package of digital symbolic and textual reports on the results of the assessment of the condition of the piping and enters the values of the stress-strain state sensors, absolute values and rates of change of parameters in the archive database. At the same time, the computer of the automated workstation periodically in time with a given frequency polls the preliminary processing unit of the signal of the stress-strain state sensors of the monitored piping for the presence of generated messages and displays the results of the survey on the monitor mnemonic, LED screen or using a video projector on the wall tablet screen. The on-duty dispatcher visually assesses the condition of the diagnostic object from the information displayed on the mimic diagrams of the monitor and the wall screen, and makes a decision on the maintenance of the pipeline and (or) calling the emergency team.

Claims

1. A system for monitoring the stress-strain state of the piping piping of industrial units, containing at least one automated workstation for monitoring piping piping, a signal preprocessing unit, consisting of an analysis unit and a database of values for assessing the tension of piping piping structures and configured to transmit measurement results to an archive database, a block of sensors of stress-strain state, and the workstation is equipped with It is equipped with a computer, a color mnemonic device for displaying the condition of the pipeline strapping, while the analysis unit is configured to receive and register the signals of the stress-strain state sensors and with the ability to evaluate the current state of the pipeline by the value of the readings of the stress-strain state sensors, forecasting possible changes in the stress-strain state the state of the pipeline and based on the forecast, the possibility of calculating the remaining resource of the pipeline.

2. The system according to claim 1, characterized in that the analysis unit contains an electronic computing device equipped with analog-to-digital converters to provide a connection with an input / output controller connected to a block of stress-strain state sensors.

3. The system according to claim 2, characterized in that the block of sensors of the stress-strain state includes string strain gauges.

4. The system according to claim 2, characterized in that the block of stress-strain state sensors includes strain gauge strain gauges.

5. The system according to claim 3 or 4, characterized in that the sensor unit further comprises temperature sensors.