RU2622619C1 - System and method of express-diagnosing gas-consumption networks - Google Patents

System and method of express-diagnosing gas-consumption networks Download PDF

Info

Publication number
RU2622619C1
RU2622619C1 RU2016138448A RU2016138448A RU2622619C1 RU 2622619 C1 RU2622619 C1 RU 2622619C1 RU 2016138448 A RU2016138448 A RU 2016138448A RU 2016138448 A RU2016138448 A RU 2016138448A RU 2622619 C1 RU2622619 C1 RU 2622619C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
data
parameters
gas pipeline
internal gas
Prior art date
Application number
RU2016138448A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Викторович Аладинский
Юлия Борисовна Григорьева
Сергей Зуфарович Гумеров
Евгений Александрович Свалов
Мария Николаевна Кучина
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Институт Рациональных Технологий"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Институт Рациональных Технологий" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Институт Рациональных Технологий"
Priority to RU2016138448A priority Critical patent/RU2622619C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2622619C1 publication Critical patent/RU2622619C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/02—Vibration-testing by means of a shake table

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: system of express-diagnosing the gas-consumption networks contains two portable devices for measuring dynamic characteristics and parameters of the pipeline and the server. One portable device for measuring dynamic characteristics and parameters of the pipeline is installed at the beginning and at the end of the investigated section of the internal gas pipeline. Each of the portable devices for measuring the dynamic characteristics and parameters of the pipeline contains a sealed housing including a micromechanical three-axis accelerometer, a micromechanical three-axis magnetometer, a temperature sensor, a micromechanical tri-axial gyroscope connected to the microcontroller, a memory connected to the microcontroller, and an interface for connecting external media. The microcontroller provides data from the sensors, stores the data in the memory and transfers the received data to the server. The server receives data from the portable devices for measuring the dynamic characteristics and parameters of the pipeline, performs processing of the received data, determines the magnitude and cyclicity of mechanical stresses and bending moments acting on the internal gas pipeline at each point, determines the deadlines and conditions for safe operation for each element of the internal gas pipeline.
EFFECT: expanding the functionality of the system for express-diagnosing the gas-consumption networks for residential and multi-apartment buildings by providing the possibility of determining the deadlines and conditions for safe operation for each element of the internal gas pipeline.
5 cl, 11 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и технической диагностики, применяется при техническом диагностировании, мониторинге и оценке технического состояния, определении предельных сроков и условий безопасной эксплуатации газопроводов сетей газопотребления.The invention relates to the field of non-destructive testing and technical diagnostics, is used in technical diagnostics, monitoring and assessment of the technical condition, determining the deadlines and conditions for safe operation of gas pipelines of gas consumption networks.

В процессе эксплуатации элементы конструкции газопроводов сетей газопотребления (далее внутренние газопроводы) подвергаются старению и физическому износу. Внутренний газопровод от ввода в здание до окончания на верхнем этаже не имеет жестких закреплений конструкции и содержит большое количество сварных и резьбовых соединений элементов конструкции. Основным фактором, приводящим к появлению и развитию опасных дефектов и отклонений, является воздействие на внутренний газопровод непроектных нагрузок (изгибающих моментов), возникающих вследствие отклонений от проектных решений при строительстве, температурных деформаций, вибрации внутреннего газопровода в процессе эксплуатации и под влиянием внешних факторов (колебания конструкции дома, действия «третьей» стороны и т.д.). Местами концентрации механических напряжений и образования утечек природного газа при деформации внутреннего газопровода являются резьбовые и сварные соединения элементов конструкции.During operation, the structural elements of the gas pipelines of gas consumption networks (hereinafter referred to as internal gas pipelines) undergo aging and physical deterioration. The internal gas pipeline from the entrance to the building to the end on the upper floor does not have rigid structural fixings and contains a large number of welded and threaded joints of structural elements. The main factor leading to the appearance and development of dangerous defects and deviations is the impact on the internal gas pipeline of non-projected loads (bending moments) arising from deviations from design decisions during construction, temperature deformations, vibration of the internal gas pipeline during operation and under the influence of external factors (fluctuations construction of the house, the actions of the "third" party, etc.). The places of concentration of mechanical stresses and the formation of natural gas leaks during the deformation of the internal gas pipeline are threaded and welded joints of structural elements.

Известна вибрационная система диагностики и предупреждения аварийной ситуации на эксплуатируемом объекте и способ ее работы (RU 2288470 C1, G01N 29/04, 27.11.2006). Известная система состоит из двух или более аналоговых датчиков вибрации, устанавливаемых на поверхности эксплуатируемого объекта в местах возможного разрушения. Выходы датчиков подключаются к входам фильтров, которые выделяют из сигналов датчиков частоты, несущие информацию об изменениях вибрационных колебаний после появления трещин в контролируемом месте. Выходы фильтров подключаются к блоку сравнения, сигнал с выхода блока сравнения подается на пороговый элемент, который в зависимости от результатов сравнения выдает сигнал о состоянии контролируемого участка: «норма» или «тревога». При этом величина порога определяется на основе опыта, инженерных расчетов, исследований.A known vibration system for diagnosing and preventing an emergency at an operating facility and its operation method (RU 2288470 C1, G01N 29/04, 11/27/2006). The known system consists of two or more analog vibration sensors mounted on the surface of an operating object in places of possible destruction. The outputs of the sensors are connected to the inputs of the filters, which are isolated from the signals of the frequency sensors that carry information about changes in vibrational vibrations after cracks appear in a controlled place. The filter outputs are connected to the comparison unit, the signal from the output of the comparison unit is supplied to a threshold element, which, depending on the results of the comparison, gives a signal about the state of the monitored area: “normal” or “alarm”. Moreover, the threshold value is determined on the basis of experience, engineering calculations, research.

Недостатками известного технического решения являются необходимость проведения дополнительных мероприятий для определения места установки датчиков, необходимость стационарной установки датчиков, использование аналоговых датчиков, что существенно ограничивает их чувствительность и ведет к усложнению системы при необходимости обработки измерений (использование аналогово-цифровых преобразователей), не рассмотрены варианты крепления системы на различные типы объектов. Кроме того, данное решение позволяет определить только наличие или отсутствие дефектов и не предназначено для определения предельных сроков и условий безопасной эксплуатации трубопроводов.The disadvantages of the known technical solution are the need for additional measures to determine the installation location of the sensors, the need for stationary installation of sensors, the use of analog sensors, which significantly limits their sensitivity and complicates the system if it is necessary to process measurements (use of analog-to-digital converters), mounting options are not considered systems for various types of objects. In addition, this solution allows you to determine only the presence or absence of defects and is not intended to determine the deadlines and conditions for the safe operation of pipelines.

Заявленное техническое решение направлено на обеспечение возможности определения предельных сроков и условий безопасной эксплуатации и выявление потенциально опасных участков внутреннего газопровода, фактические нагрузки на которых превышают проектные.The claimed technical solution is aimed at ensuring the possibility of determining the deadlines and conditions for safe operation and identifying potentially dangerous sections of the internal gas pipeline, the actual loads on which exceed the design ones.

Система экспресс-диагностирования технического состояния газопроводов сетей газопотребления содержит два портативных устройства измерения динамических характеристик и параметров трубопровода (далее устройство) и сервер с программным обеспечением для интерпретации данных, полученных с устройств.The express-diagnostics system for the technical condition of gas pipelines of gas consumption networks contains two portable devices for measuring the dynamic characteristics and parameters of the pipeline (hereinafter referred to as the device) and a server with software for interpreting data received from the devices.

Минимальный набор данных для определения предельных сроков и условий безопасной эксплуатации внутреннего газопровода: величина и цикличность приложения фактических нагрузок (изгибающих моментов), величина проектных нагрузок, геометрические параметры газопровода (длина, диаметр, толщина стенок, пространственная ориентация), характеристики материала труб, расположение и параметры дефектов и отклонений, дата ввода внутреннего газопровода в эксплуатацию. Все необходимые данные, кроме величины и цикличности фактических нагрузок, в полном объеме имеются у эксплуатационных организаций, обслуживающих сети газопотребления. Для определения параметров фактических нагрузок необходимо проведение дополнительного технического диагностирования с использованием предлагаемых системы и способа экспресс-диагностирования сетей газопотребления.The minimum data set for determining the deadlines and conditions for safe operation of the internal gas pipeline: the magnitude and cyclical application of actual loads (bending moments), the magnitude of the design loads, the geometric parameters of the gas pipeline (length, diameter, wall thickness, spatial orientation), pipe material characteristics, location and parameters of defects and deviations, date of commissioning of the internal gas pipeline. All the necessary data, except for the magnitude and cyclicity of the actual loads, are fully available at the operating organizations serving the gas consumption networks. To determine the actual load parameters, it is necessary to conduct additional technical diagnostics using the proposed system and method for express-diagnosing gas consumption networks.

Техническим результатом заявленного изобретения является расширение функциональных возможностей системы экспресс-диагностирования сетей газопотребления жилых и многоквартирных домов, общественных и административных зданий, предприятий и котельных за счет обеспечения возможности определения предельных сроков и условий безопасной эксплуатации для каждого элемента внутреннего газопровода, а также повышение точности измерений и снижение вычислительной сложности определения предельных сроков и условий безопасной эксплуатации для каждого элемента внутреннего газопровода.The technical result of the claimed invention is to expand the functionality of the express-diagnosis system of gas consumption networks of residential and apartment buildings, public and administrative buildings, enterprises and boiler houses by providing the ability to determine the deadlines and conditions for safe operation for each element of the internal gas pipeline, as well as improving the accuracy of measurements and reducing the computational complexity of determining the deadlines and conditions for safe operation for each element of the internal gas pipeline.

Указанный технический результат достигается тем, что система экспресс-диагностирования сетей газопотребления содержит портативные устройства измерения динамических характеристик и параметров трубопровода и сервер. Причем по одному портативному устройству измерения динамических характеристик и параметров трубопровода устанавливают в начале и в конце диагностируемого участка внутреннего газопровода. Каждое из портативных устройств измерения динамических характеристик и параметров трубопровода содержит герметичный корпус, включающий микромеханический трехосевой акселерометр, микромеханический трехосевой магнитометр, датчик температуры, микромеханический трехосевой гироскоп, подключенные к микроконтроллеру, память, подключенную к микроконтроллеру, интерфейс для подключения внешнего носителя информации, причем микроконтроллер выполнен с возможностью получать данные с акселерометра, магнитометра и гироскопа, сохранять полученные данные в памяти. Сервер выполнен с возможностью получать данные от устройств измерения динамических характеристик и параметров трубопровода, выполнять обработку полученных данных, определять величину и цикличность фактических нагрузок, действующих на внутренний газопровод в каждой его точке, определять предельные сроки и условия безопасной эксплуатации для каждого элемента внутреннего газопровода.The specified technical result is achieved by the fact that the express-diagnosis system for gas consumption networks contains portable devices for measuring the dynamic characteristics and parameters of the pipeline and a server. Moreover, one portable device for measuring dynamic characteristics and parameters of the pipeline is installed at the beginning and at the end of the diagnosed section of the internal gas pipeline. Each portable device for measuring the dynamic characteristics and parameters of the pipeline contains a sealed enclosure including a micromechanical three-axis accelerometer, a micromechanical three-axis magnetometer, a temperature sensor, a micromechanical three-axis gyroscope connected to a microcontroller, a memory connected to a microcontroller, an interface for connecting an external storage medium, the microcontroller being made with the ability to receive data from the accelerometer, magnetometer and gyroscope, save data in memory. The server is configured to receive data from devices for measuring the dynamic characteristics and parameters of the pipeline, to process the obtained data, determine the magnitude and frequency of the actual loads acting on the internal gas pipeline at each point, determine the deadlines and conditions for safe operation for each element of the internal gas pipeline.

Также указанный технический результат достигается тем, что в способе экспресс-диагностирования сетей газопотребления с использованием портативных устройств измерения динамических характеристик и параметров трубопровода, описанных выше, сохраняют данные измерений портативных устройств измерения динамических характеристик и параметров трубопровода, установленных в начале и в конце исследуемого участка внутреннего газопровода, в памяти. Передают данные измерений портативных устройств измерения динамических характеристик и параметров трубопровода, установленных в начале и в конце исследуемого участка внутреннего газопровода, на сервер. Получают данные измерений на сервере и выполняют обработку полученных данных. Определяют величину и цикличность механических напряжений и изгибающих моментов, действующих на внутренний газопровод в каждой его точке. Определяют предельные сроки и условия безопасной эксплуатации для каждого элемента внутреннего газопровода.Also, the specified technical result is achieved by the fact that in the method of express-diagnosing gas consumption networks using portable devices for measuring dynamic characteristics and pipeline parameters described above, the measurement data of portable devices for measuring dynamic characteristics and pipeline parameters installed at the beginning and at the end of the investigated section of the internal gas pipeline, in memory. The measurement data of portable devices for measuring the dynamic characteristics and parameters of the pipeline installed at the beginning and at the end of the investigated section of the internal gas pipeline is transmitted to the server. Receive measurement data on the server and process the received data. The magnitude and cyclicity of mechanical stresses and bending moments acting on the internal gas pipeline at each point are determined. The deadlines and conditions for safe operation for each element of the internal gas pipeline are determined.

Предлагаемые система и способ экспресс-диагностирования сетей газопотребления позволяют рассчитать величину и цикличность внешних нагрузок, действующих на внутренний газопровод по всей его длине, на основе измерений динамических характеристик внутреннего газопровода устройствами, установленными в начале и в конце исследуемого участка внутреннего газопровода, например в точках ввода в здание и окончания на верхнем этаже.The proposed system and method for express-diagnosing gas consumption networks allows us to calculate the magnitude and cyclicity of external loads acting on the internal gas pipeline along its entire length, based on measurements of the dynamic characteristics of the internal gas pipeline by devices installed at the beginning and at the end of the studied section of the internal gas pipeline, for example, at the entry points to the building and graduation on the top floor.

Высокая точность измерений динамических характеристик внутреннего газопровода в точках установки устройств обеспечивается за счет использования микромеханических акселерометра и гироскопа.High accuracy of measurements of the dynamic characteristics of the internal gas pipeline at the installation points of the devices is ensured by the use of micromechanical accelerometers and gyroscopes.

Совместное применение гироскопа, акселерометра и магнитометра позволяет определить ориентацию устройства в пространстве, что необходимо для того, чтобы правильно сопоставить оси датчиков устройства с осями системы координат, связанной с внутренним газопроводом при программной обработке, что обеспечивает точность и достоверность измерений динамических характеристик в точке, где установлено устройство.The combined use of a gyroscope, accelerometer and magnetometer allows you to determine the orientation of the device in space, which is necessary in order to correctly compare the axis of the device’s sensors with the axes of the coordinate system associated with the internal gas pipeline during software processing, which ensures the accuracy and reliability of dynamic performance measurements at the point where installed device.

Герметичный корпус устройства защищает датчики от внешних воздействий, которые могут внести искажения в данные измерений, т.е. снижает вероятность появления ошибок измерения, что также повышает точность измерений.The sealed housing of the device protects the sensors from external influences that can introduce distortions into the measurement data, i.e. reduces the likelihood of measurement errors, which also improves the accuracy of measurements.

Совместное использование сервера и предлагаемых портативных устройств измерения динамических характеристик и параметров трубопровода, установленных в начале и в конце исследуемого участка трубопровода, повышает точность измерений, а также упрощает обработку данных, что приводит к снижению вычислительной сложности определения предельных сроков и условий безопасной эксплуатации для каждого элемента внутреннего газопровода.The joint use of the server and the proposed portable devices for measuring the dynamic characteristics and parameters of the pipeline installed at the beginning and at the end of the studied section of the pipeline increases the accuracy of measurements and also simplifies data processing, which reduces the computational complexity of determining the deadlines and conditions of safe operation for each element domestic gas pipeline.

На фиг. 1 представлена функциональная схема портативного устройства измерения динамических характеристик и параметров трубопровода.In FIG. 1 is a functional diagram of a portable device for measuring dynamic characteristics and pipeline parameters.

На фиг. 2 показана условная расчетная схема разбиения внутреннего газопровода на несколько участков в соответствии с диаметрами труб, их ориентацией в пространстве, наличием соединительных и запорных элементов по длине внутреннего газопровода.In FIG. Figure 2 shows a conventional design scheme for dividing the internal gas pipeline into several sections in accordance with the diameters of the pipes, their orientation in space, the presence of connecting and locking elements along the length of the internal gas pipeline.

На фиг. 3 представлена пространственная схема внутреннего газопровода.In FIG. 3 shows a spatial diagram of an internal gas pipeline.

На фиг. 4 показан пример измеренных значений ускорений.In FIG. 4 shows an example of measured acceleration values.

На фиг. 5 показан пример спектральной плотности ускорений.In FIG. 5 shows an example of the spectral density of accelerations.

На фиг. 6 показано распределение ускорений по длине внутреннего газопроводаIn FIG. 6 shows the distribution of accelerations along the length of the internal gas pipeline

На фиг. 7 показано распределение суммарного момента по длине внутреннего газопровода.In FIG. 7 shows the distribution of the total moment along the length of the internal gas pipeline.

На фиг. 8 показано распределение механических напряжений по длине внутреннего газопровода.In FIG. 8 shows the distribution of mechanical stresses along the length of the internal gas pipeline.

На фиг. 9 показана спектральная плотность механического напряжения для элемента внутреннего газопровода.In FIG. 9 shows the spectral density of mechanical stress for an element of an internal gas pipeline.

На фиг. 10 показана интенсивность отказов элемента внутреннего газопровода.In FIG. 10 shows the failure rate of an element of an internal gas pipeline.

На фиг. 11 показаны результаты расчета долговечности и вероятности возникновения неисправности внутреннего газопровода.In FIG. 11 shows the results of calculating the durability and the likelihood of a malfunction of the internal gas pipeline.

Портативное устройство измерения динамических характеристик и параметров трубопровода (фиг. 1) содержит микромеханические трехосевые акселерометр и магнитометр, датчик температуры, объединенные в одной микросхеме, - 1, микромеханический трехосевой гироскоп - 2, микроконтроллер - 3, взаимодействующий с датчиками по SPI шине - 4, ячейки флэш-памяти - 5, взаимодействующие с микроконтроллером по 8-битной параллельной шине - 6, литиево-полимерный аккумулятор, обеспечивающий питание всех элементов устройства - 7, DC/DC преобразователь - 8, сравнительный элемент для контроля уровня напряжения аккумулятора - 9, mini-USB-разъем - 10, микросхему зарядки аккумулятора - 11, средство для включения/выключения устройства (геркон) - 12, индикатор состояния и заряда - 13.A portable device for measuring the dynamic characteristics and parameters of the pipeline (Fig. 1) contains a micromechanical three-axis accelerometer and magnetometer, a temperature sensor combined in one microcircuit - 1, a micromechanical three-axis gyroscope - 2, a microcontroller - 3, interacting with the sensors via an SPI bus - 4, flash memory cells - 5, interacting with the microcontroller via an 8-bit parallel bus - 6, a lithium-polymer battery that provides power to all elements of the device - 7, DC / DC converter - 8, comparative e ement for monitoring battery voltage level - 9, mini-USB-socket - 10, the battery charging chip - 11, means for enabling / disabling apparatus (reed switch) - 12, and a charge status indicator - 13.

По одному портативному устройству измерения динамических характеристик и параметров трубопровода устанавливается в начале и в конце исследуемого участка внутреннего газопровода. Монтаж устройств на газопровод осуществляется при помощи металлических хомутов, по два хомута на устройство. Размеры хомутов выбираются в соответствии с диаметром исследуемого участка. При этом не требуются дополнительные механические воздействия на диагностируемую трубу. Все отверстия и разъемы корпуса устройства герметично закрываются. Сверху плата с датчиками, установленная в корпусе, залита эпоксидной смолой (компаундом), что обеспечивает ее защиту от внешних воздействий и герметичность. Включение каждого из устройств осуществляется проведением магнитного ключа над герконом 12. Микросхема 1 измеряет линейные ускорения и напряженности магнитного поля по трем осям в точке установки устройства, температуру устройства. Гироскоп 2 измеряет угловые скорости по трем осям в точке установки устройства. Измеренные данные передаются в микроконтроллер 3 по SPI шине 4. Микроконтроллер 3 фиксирует показания датчиков, линейное ускорение, угловую скорость, напряженность магнитного поля с частотой не менее 400 Гц, температуру устройства с частотой не менее 1 Гц, время с частотой не менее 1 Гц. Затем данные по 8 битной параллельной шине передаются и записываются в ячейки флэш-памяти 3. Флэш-память обеспечивает непрерывную запись данных измерений в течение как минимум 24 часов. Для снятия необходимого объема данных для дальнейшей программной обработки необходимо 1-3 часа непрерывной работы устройства, после чего устройства выключают и демонтируют. Выключение каждого из устройств осуществляется проведением магнитного ключа над герконом 12. Записанные данные считываются на внешний носитель через mini-USB-разъем 10, после чего передаются на сервер для программной обработки. Возможна передача данных напрямую на сервер через GSM сеть при помощи блока приема/передачи данных. Электрическое питание каждого из устройств обеспечивает литиево-полимерный аккумулятор 9. Аккумулятор 9 по истечении установленного срока службы может быть заменен новым элементом питания с аналогичными характеристиками. При установке на внутреннем газопроводе на длительный срок для непрерывного мониторинга технического состояния устройство может содержать адаптер для работы от сети 220 В. Такой адаптер может быть установлен совместно с аккумулятором или вместо аккумулятора. Для обеспечения необходимого для нормального функционирования датчиков микроконтроллера и ячеек памяти напряжения в 2.8-3.5 B используется DC/DC преобразователь 8. Чтобы не допустить переразряда аккумулятора, к нему подключается элемент сравнения 9, отключающий устройство при снижении напряжения питания ниже уровня 3.2 В. Аккумулятор обеспечивает бесперебойную работу устройства в течение не менее чем 24 часов. Подзарядка аккумулятора осуществляется через miniUSB-разъем 10. Для организации зарядки аккумулятора используется микросхема 11. Индикатор состояния и заряда 13 позволяет визуально оценить состояние работающего устройства.One portable device for measuring the dynamic characteristics and parameters of the pipeline is installed at the beginning and at the end of the investigated section of the internal gas pipeline. Installation of devices on the gas pipeline is carried out using metal clamps, two clamps per device. The sizes of the clamps are selected in accordance with the diameter of the test area. In this case, additional mechanical effects on the diagnosed pipe are not required. All openings and connectors of the device enclosure are hermetically sealed. On top of the board with sensors installed in the case, it is filled with epoxy resin (compound), which ensures its protection against external influences and tightness. The inclusion of each of the devices is carried out by holding a magnetic key over the reed switch 12. Microcircuit 1 measures linear accelerations and magnetic fields along three axes at the installation point of the device, the temperature of the device. Gyroscope 2 measures the angular velocity along three axes at the installation point of the device. The measured data is transmitted to the microcontroller 3 via the SPI bus 4. The microcontroller 3 records the sensor readings, linear acceleration, angular velocity, magnetic field strength with a frequency of at least 400 Hz, device temperature with a frequency of at least 1 Hz, time with a frequency of at least 1 Hz. Then, data on the 8-bit parallel bus is transmitted and written to the cells of flash memory 3. Flash memory provides continuous recording of measurement data for at least 24 hours. To remove the required amount of data for further software processing, 1-3 hours of continuous operation of the device are necessary, after which the devices are turned off and dismantled. Switching off each device is carried out by holding a magnetic key over the reed switch 12. The recorded data is read to an external medium via a mini-USB connector 10, and then transferred to a server for software processing. It is possible to transfer data directly to the server via the GSM network using the data reception / transmission unit. The power supply of each device is provided by a lithium-polymer battery 9. Battery 9, after a specified service life, can be replaced by a new battery with similar characteristics. When installed on the internal gas pipeline for a long period for continuous monitoring of the technical condition, the device may contain an adapter for operation from a 220 V network. Such an adapter can be installed together with the battery or instead of the battery. In order to ensure the microcontroller’s sensors and voltage storage cells, which are necessary for the normal functioning of the sensors, a DC / DC converter 8 is used at 2.8-3.5 V. To prevent overdischarge of the battery, a comparison element 9 is connected to it, which turns off the device when the supply voltage drops below 3.2 V. uninterrupted operation of the device for at least 24 hours. The battery is charged via the miniUSB-connector 10. To organize the battery charging, a microcircuit is used 11. The status and charge indicator 13 allows you to visually assess the status of the working device.

В способе экспресс-диагностирования сетей газопотребления с использованием системы экспресс-диагностирования сетей газопотребления, описанной выше, сохраняют данные измерений в памяти устройств и передают данные измерений на сервер. На сервере получают данные измерений, выполняют обработку полученных данных, определяют величину и цикличность фактических нагрузок, действующих на внутренний газопровод в каждой его точке, определяют предельные сроки и условия безопасной эксплуатации для каждого элемента исследуемого участка внутреннего газопровода.In the method for express diagnosing gas consumption networks using the express diagnosis system for gas consumption networks described above, the measurement data is stored in the device memory and the measurement data is transmitted to the server. The server receives measurement data, performs processing of the obtained data, determines the magnitude and frequency of the actual loads acting on the internal gas pipeline at each point, determines the deadlines and conditions for safe operation for each element of the investigated section of the internal gas pipeline.

Обработка измеренных данных включает в себя три этапа. На первом этапе проводится синхронизация, центрирование и удаление шумов из измеренных данных. На втором этапе производится расчет распределения действующих изгибающих моментов и механических напряжений по длине внутреннего газопровода. На третьем этапе, исходя из кривых усталости для каждого типового элемента газопровода, определяется предельное количество циклов воздействия нагрузки до разрушения для каждого значения механического напряжения.Processing measured data involves three steps. At the first stage, synchronization, centering and removal of noise from the measured data is carried out. At the second stage, the distribution of acting bending moments and mechanical stresses along the length of the internal gas pipeline is calculated. In the third stage, based on the fatigue curves for each typical element of the gas pipeline, the maximum number of cycles of the load to failure is determined for each value of mechanical stress.

Исходные данные: 1) данные, полученные в результате анализа проектной документации, исполнительной документации, эксплуатационной документации, визуального осмотра, предыдущих технических обследований, осмотров, диагностирований, ремонтов; 2) геометрические параметры газопроводов (длина, диаметр, толщина стенки, расположение в пространстве); 3) материал труб; 4) расположение конструктивных особенностей (резьбовые соединения, переходники, крепления и др.) по длине газопроводов; 5) дата установки газопровода.Initial data: 1) data obtained as a result of analysis of project documentation, executive documentation, operational documentation, visual inspection, previous technical examinations, inspections, diagnoses, repairs; 2) the geometric parameters of gas pipelines (length, diameter, wall thickness, location in space); 3) pipe material; 4) the location of design features (threaded connections, adapters, mounts, etc.) along the length of the gas pipelines; 5) date of installation of the gas pipeline.

Данные, полученные с портативных устройств измерения динамических характеристик и параметров трубопровода: 1) линейные ускорения точек начала и окончания исследуемого участка по трем взаимно ортогональным осям; 2) угловые скорости точек начала и окончания исследуемого участка по трем взаимно ортогональным осям; 3) напряженность магнитного поля в точках начала и окончания исследуемого участка по трем взаимно ортогональным осям; 4) температура устройства; 5) время измерений.Data obtained from portable devices for measuring dynamic characteristics and parameters of the pipeline: 1) linear accelerations of the points of start and end of the studied section along three mutually orthogonal axes; 2) the angular velocity of the points of start and end of the investigated area along three mutually orthogonal axes; 3) the magnetic field strength at the start and end points of the investigated area along three mutually orthogonal axes; 4) the temperature of the device; 5) measurement time.

Указанные данные передаются на сервер и хранятся в базе данных сервера.The specified data is transmitted to the server and stored in the server database.

Синхронизация, центрирование и удаление шумов из измеренных данных выполняются для измерений по каждой оси каждого датчика. Проводится временная синхронизация данных, полученных со всех мест установки (если их несколько) устройства на газопроводе. За нулевую отметку принимается время записи наиболее раннего сигнала. Результатом являются синхронизированные графики измерений по трем взаимно ортогональным осям, связанным с датчиками.Synchronization, centering and removal of noise from the measured data are performed for measurements on each axis of each sensor. A temporary synchronization of data received from all installation sites (if there are several) of the device on the gas pipeline is carried out. The zero mark is the recording time of the earliest signal. The result is synchronized measurement graphs along three mutually orthogonal axes associated with the sensors.

Проводится устранение шумов при помощи специального сглаживания по следующей схеме:The noise is eliminated using special smoothing according to the following scheme:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где а j-3 - а j+3 - семь последовательных измеренных данных.where a j-3 - a j + 3 - seven consecutive measured data.

Одновременно с устранением шумов измерения центрируются и переводятся в системные единицы измерения.Simultaneously with the elimination of noise, measurements are centered and converted to system units.

Синхронизация, удаление шумов и центрирование сигналов проводятся для показаний всех датчиков устройства.Synchronization, noise removal and centering of signals are carried out for the readings of all sensors of the device.

Для обработанных показаний датчиков выполняется преобразование Лапласа по следующим известным соотношениям:For the processed sensor readings, the Laplace transform is performed according to the following known relations:

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

Figure 00000003
Figure 00000003

где F(p) - изображение функции

Figure 00000004
,where F (p) is the image of the function
Figure 00000004
,

Figure 00000004
- действительный массив данных от времени, снятый с показаний прибора,
Figure 00000004
- a valid data array from time taken from the readings of the device,

p - оператор Лапласа.p is the Laplace operator.

Для расчета распределения действующих изгибающих моментов и механических напряжений по длине внутреннего газопровода внутренний газопровод условно разбивается на участки в зависимости от ориентации, характеристик труб, наличия соединительных и запорных элементов с учетом типа соединения (резьбовое или сварное), как показано на фиг. 2. Составление расчетной схемы внутреннего газопровода осуществляется по следующему принципу: «участок трубы - тип соединения (резьбовой или сварное) - соединительный элемент (муфта, сгон, тройник и т.д.) - тип соединения - участок трубы». Данные измерения в форме Лапласа являются начальными условиями для первого участка внутреннего газопровода, затем последовательно осуществляется расчет ускорений, отклонений, изгибающих моментов, механических напряжений по длине внутреннего газопровода для каждого значения оператора Лапласа по всем выделенным участкам. Для каждой величины выполняется переход от оператора Лапласа к реальной частоте колебаний, в результате чего рассчитываются распределение ускорений, отклонений, изгибающих моментов, механических напряжений по длине внутреннего газопровода на частотах от 0 до 200 Гц, а также спектральные плотности этих величин для каждого элемента внутреннего газопровода.To calculate the distribution of effective bending moments and mechanical stresses along the length of the internal gas pipeline, the internal gas pipeline is conditionally divided into sections depending on the orientation, characteristics of the pipes, the presence of connecting and locking elements, taking into account the type of connection (threaded or welded), as shown in FIG. 2. Drawing up a design diagram of the internal gas pipeline is carried out according to the following principle: “pipe section - type of connection (threaded or welded) - connecting element (sleeve, elbow, tee, etc.) - type of connection - pipe section”. The measurement data in the Laplace shape are the initial conditions for the first section of the internal gas pipeline, then the accelerations, deviations, bending moments, and mechanical stresses along the length of the internal gas pipeline for each value of the Laplace operator for all selected sections are successively calculated. For each quantity, the transition from the Laplace operator to the real oscillation frequency is performed, as a result of which the distribution of accelerations, deviations, bending moments, mechanical stresses along the length of the internal gas pipeline at frequencies from 0 to 200 Hz, as well as the spectral densities of these quantities for each element of the internal gas pipeline, are calculated .

Общие расчетные формулы для каждого участка и формулы перехода между участками представлены ниже.General calculation formulas for each section and transition formulas between sections are presented below.

Дифференциальное уравнение в частных производных, описывающее движение каждой точки трубы газопровода при реакции на внешние возмущающие воздействия:Partial differential equation describing the movement of each point of a gas pipe in response to external disturbances:

Figure 00000005
Figure 00000005

где E - модуль упругости, J - момент инерции сечения, ρ - плотность материала, S - площадь поперечного сечения трубы. Данные механические характеристики могут быть получены исходя из технических характеристик и свойств материала газопровода.where E is the elastic modulus, J is the moment of inertia of the section, ρ is the density of the material, S is the cross-sectional area of the pipe. These mechanical characteristics can be obtained based on the technical characteristics and material properties of the gas pipeline.

Начальные условия для каждого участка газопровода:Initial conditions for each section of the pipeline:

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
,
Figure 00000008
,

где k = количество датчиков.where k = number of sensors.

Преобразование Лапласа по времени для используемых в расчете функций:Laplace time conversion for the functions used in the calculation:

Y(x,p)=Lt[y(x,t),Y (x, p) = L t [y (x, t),

Q(x,p)=Lt[q(x,t)],Q (x, p) = L t [q (x, t)],

Figure 00000009
,
Figure 00000009
,

Ak(p)=Lt[a(xk,t)],A k (p) = L t [ a (x k , t)],

Figure 00000010
,
Figure 00000010
,

Figure 00000011
,
Figure 00000011
,

Figure 00000012
,
Figure 00000012
,

Figure 00000013
,
Figure 00000013
,

Figure 00000014
.
Figure 00000014
.

Соответствующие дифференциальные уравнения для каждого значения p:The corresponding differential equations for each p value:

Figure 00000015
,
Figure 00000015
,

Figure 00000016
,
Figure 00000016
,

Figure 00000017
,
Figure 00000017
,

Figure 00000018
Figure 00000018

Figure 00000019
Figure 00000019

Преобразование Лапласа по координате для используемых в расчете функций:Laplace transform by coordinate for functions used in the calculation:

ψ(s,p)=Lξ[Y(ξ,p)],ψ (s, p) = L ξ [Y (ξ, p)],

Θ(s,p)=Lξ[Q(ξ,p)],Θ (s, p) = L ξ [Q (ξ, p)],

Gj(s)=Lξ[gj (ξ)],G j (s) = L ξ [g j (ξ)],

Figure 00000020
Figure 00000020

Соответствующее алгебраическое уравнение, описывающее динамику газопровода при реакции на внешние возмущающие воздействия в зависимости от параметров s и p:The corresponding algebraic equation describing the dynamics of the gas pipeline in response to external disturbances depending on the parameters s and p:

Figure 00000021
.
Figure 00000021
.

Расчет нагрузок:Load calculation:

Figure 00000022
,
Figure 00000022
,

Figure 00000023
,
Figure 00000023
,

Figure 00000024
,
Figure 00000024
,

Figure 00000025
,
Figure 00000025
,

ϕi(p)-Li(p)Fi(p),ϕ i (p) -L i (p) F i (p),

Figure 00000026
,
Figure 00000026
,

Figure 00000027
,
Figure 00000027
,

Figure 00000028
,
Figure 00000028
,

Figure 00000029
Figure 00000029

Соотношения для участка а длиной l a с моментом инерции Ja с нагрузками только в начале:Relations for a section a of length l a with moment of inertia J a with loads only at the beginning:

Figure 00000030
Figure 00000031
Figure 00000030
Figure 00000031

Figure 00000032
Figure 00000032

Соотношения для начала участка:Ratios for the beginning of the site:

Figure 00000033
,
Figure 00000033
,

Figure 00000034
,
Figure 00000034
,

Figure 00000035
,
Figure 00000035
,

Figure 00000036
,
Figure 00000036
,

Figure 00000037
Figure 00000037

Figure 00000038
Figure 00000038

Соотношения для конца участка:Ratios for the end of the plot:

Figure 00000039
,
Figure 00000039
,

Figure 00000040
,
Figure 00000040
,

Figure 00000041
,
Figure 00000041
,

Figure 00000042
,
Figure 00000042
,

Figure 00000043
,
Figure 00000043
,

Figure 00000044
.
Figure 00000044
.

Соотношения для перехода от участка а к участку b:Relations for the transition from section a to section b:

Figure 00000045
,
Figure 00000045
,

Figure 00000046
,
Figure 00000046
,

Figure 00000047
Figure 00000047

Figure 00000048
Figure 00000048

Приведенные соотношения справедливы при переходах между участками с различным диаметром трубы или разной ориентацией в пространстве.The above relations are valid for transitions between sections with different pipe diameters or different spatial orientations.

В результате данного этапа обработки с использованием данных измерений и технических характеристик конкретного участка внутреннего газопровода рассчитываются величина и цикличность механических напряжений и изгибающих моментов, действующих на внутренний газопровод в каждой его точке.As a result of this processing step, using the measurement data and technical characteristics of a specific section of the internal gas pipeline, the magnitude and cyclicity of mechanical stresses and bending moments acting on the internal gas pipeline at each point are calculated.

Данные о величине и цикличности фактических нагрузок на внутренний газопровод, полученные на предыдущем этапе, позволяют рассчитать интенсивности отказов элемента внутреннего газопровода на каждой частоте. Суммарная интенсивность отказов элемента внутреннего газопровода определяется как сумма интенсивностей отказов по всем частотам. На основе этих данных рассчитывается долговечность, определяются предельные сроки и условия безопасной эксплуатации каждого элемента внутреннего газопровода.The data on the magnitude and cyclicality of the actual loads on the internal gas pipeline obtained at the previous stage make it possible to calculate the failure rates of the element of the internal gas pipeline at each frequency. The total failure rate of an element of the internal gas pipeline is defined as the sum of the failure rates for all frequencies. Based on these data, durability is calculated, the deadlines and conditions for the safe operation of each element of the internal gas pipeline are determined.

Для расчета долговечности используются кривые усталости для каждого элемента газопровода, характеризующие зависимость циклов воздействия механических напряжений до разрушения от значений механических напряжений. Вид кривой усталости определяется механическими характеристиками конструкционного материала, геометрией трубы (толщина стенки, внешний диаметр), условиями эксплуатации (внутреннее давление), наличием отклонений или дефектов. Кривая усталости учитывает срок службы газопровода через уменьшение толщины стенки за счет коррозии, скорость которой определяется на основе расчетов, исследований инженерного опыта.To calculate the durability, fatigue curves for each element of the gas pipeline are used, which characterize the dependence of the cycles of exposure to mechanical stresses to failure on the values of mechanical stresses. The type of fatigue curve is determined by the mechanical characteristics of the structural material, the geometry of the pipe (wall thickness, outer diameter), operating conditions (internal pressure), the presence of deviations or defects. The fatigue curve takes into account the life of the pipeline through a decrease in wall thickness due to corrosion, the speed of which is determined on the basis of calculations, studies of engineering experience.

Для построения кривой усталости проводится расчет нагрузок на трубу, обусловленных действием внешних сил и внутреннего давления по формуле Навье для различных значений изгибающего момента:To build a fatigue curve, the pipe loads due to the action of external forces and internal pressure are calculated according to the Navier formula for various values of the bending moment:

Figure 00000049
;
Figure 00000049
;

где σk - механическое напряжение, Mzk - суммарный изгибающий момент, Iz - момент инерции сечения, rвн - внешний радиус трубы.where σ k is the mechanical stress, M zk is the total bending moment, I z is the moment of inertia of the section, r int is the outer radius of the pipe.

Значения действующего изгибающего момента принимаются от 0 до предельных величин, определяемых строительными нормами и правилами (СНиП). По значениям предела усталости для каждого материала определяем запасы усталостной прочности (количество циклов до разрушения) для каждого значения нагрузки. Предел усталости определяется из ГОСТов или результатов экспериментальных испытаний на прочность. Запас усталостной прочности определяется как отношение предела усталости к рассчитанным механическим напряжениям с учетом коэффициента запаса усталостной прочности, определяемого для каждого материала по ГОСТ или результатам экспериментальных испытаний.Values of the current bending moment are taken from 0 to the limit values determined by building codes and rules (SNiP). From the values of the fatigue limit for each material, we determine the reserves of fatigue strength (the number of cycles before failure) for each value of the load. The fatigue limit is determined from GOSTs or the results of experimental strength tests. The fatigue strength margin is defined as the ratio of the fatigue limit to the calculated mechanical stresses, taking into account the fatigue strength margin, determined for each material according to GOST or the results of experimental tests.

Из расчетов динамических нагрузок на газопровод известны распределения напряжений по дистанции газопровода для каждой частоты. Сопоставляя кривую усталости и кривую распределения динамических нагрузок, для каждой точки газопровода определяется количество циклов до разрушения Nk для каждой частоты ωk. На основании этих данных строятся кривые интенсивности отказов для каждой точки газопровода:From calculations of the dynamic loads on the gas pipeline, the distribution of stresses along the gas pipeline distance for each frequency is known. Comparing the fatigue curve and the distribution curve of dynamic loads, for each point of the gas pipeline, the number of cycles to failure N k for each frequency ω k is determined. Based on these data, failure rate curves are constructed for each point of the pipeline:

Figure 00000050
Figure 00000050

Общая интенсивность отказов каждой точки (элемента) газопровода определяется как сумма интенсивностей отказов для каждой частоты:The total failure rate of each point (element) of the gas pipeline is defined as the sum of the failure rates for each frequency:

Figure 00000051
Figure 00000051

m - количество частот в спектре колебаний газопровода.m is the number of frequencies in the vibration spectrum of the gas pipeline.

Долговечность каждой точки (элемента) газопровода обратно пропорциональна общей интенсивности отказов:The durability of each point (element) of the gas pipeline is inversely proportional to the total failure rate:

Figure 00000052
Figure 00000052

Вероятность возникновения неисправности каждой точки (элемента) газопровода:The probability of a malfunction of each point (element) of the gas pipeline:

Figure 00000053
Figure 00000053

Срок безопасной эксплуатации каждой точки (элемента) газопровода - срок безопасной работы с вероятностью у определяется следующим образом:The term of safe operation of each point (element) of the gas pipeline - the term of safe operation with probability у is determined as follows:

Figure 00000054
Figure 00000054

γ выбирается в пределах от 0,950 до 0,999.γ is selected in the range from 0.950 to 0.999.

Интенсивность отказов газопровода в целом определяется как сумма интенсивностей отказов всех его элементов:The failure rate of a gas pipeline as a whole is defined as the sum of the failure rates of all its elements:

Figure 00000055
Figure 00000055

l - количество точек (элементов) газопровода.l is the number of points (elements) of the gas pipeline.

Долговечность газопровода обратно пропорциональна интенсивности отказов:The durability of the pipeline is inversely proportional to the failure rate:

Figure 00000056
Figure 00000056

Вероятность возникновения неисправности газопровода:The probability of a gas pipeline malfunction:

Figure 00000057
Figure 00000057

Срок безопасной эксплуатации газопровода - срок безопасной работы с вероятностью у определяется следующим образом:Duration of safe operation of the gas pipeline - the term of safe operation with probability у is determined as follows:

Figure 00000058
Figure 00000058

γ выбирается в пределах от 0,950 до 0,999.γ is selected in the range from 0.950 to 0.999.

Интенсивность отказов внутреннего газопровода в целом определяется как сумма интенсивностей отказов всех его элементов, на основе этих данных рассчитывается долговечность, определяются предельные сроки и условия безопасной эксплуатации внутреннего газопровода в целом.The failure rate of the internal gas pipeline as a whole is defined as the sum of the failure rates of all its elements, based on these data, the durability is calculated, the deadlines and conditions for the safe operation of the internal gas pipeline as a whole are determined.

Система и способ экспресс-диагостирования сетей газопотребления были апробированы на внутренних газопроводах сети газопотребления многоквартирных домов Санкт-Петербурга.The system and method for express-diagnosing gas consumption networks have been tested on the internal gas pipelines of the gas consumption network of apartment buildings in St. Petersburg.

Пример обработки данных измеренийExample of processing measurement data

Пространственная схема внутреннего газопровода с установленными устройствами измерения динамических характеристик и параметров трубопровода представлена на фиг. 3. Как видно из данной фигуры, на газопроводе установлены два устройства (100) измерения динамических характеристик и параметров трубопровода.A spatial diagram of an internal gas pipeline with installed devices for measuring the dynamic characteristics and parameters of the pipeline is shown in FIG. 3. As can be seen from this figure, two devices (100) for measuring the dynamic characteristics and parameters of the pipeline are installed on the gas pipeline.

Пример измеренных значений ускорений за 2 секунды (800 значений) по одной оси приведен на фиг. 4. Всего измерения проводились в течение 1 часа (4320000 значений).An example of measured acceleration values in 2 seconds (800 values) along one axis is shown in FIG. 4. Total measurements were carried out within 1 hour (4320000 values).

Пример рассчитанной спектральной плотности измеренного сигнала по одной оси за 1 час с одного устройства приведен на фиг. 5.An example of the calculated spectral density of the measured signal along one axis in 1 hour from one device is shown in FIG. 5.

Пример распределения ускорений по длине внутреннего газопровода по одной оси на частотах от 0,0625 до 200 Гц приведен на фиг. 6.An example of the distribution of accelerations along the length of the internal gas pipeline along one axis at frequencies from 0.0625 to 200 Hz is shown in FIG. 6.

Распределение суммарного момента по длине внутреннего газопровода на частотах от 0,0625 до 200 Гц приведено на фиг. 7.The distribution of the total moment along the length of the internal gas pipeline at frequencies from 0.0625 to 200 Hz is shown in FIG. 7.

Распределение наибольших механических напряжений по длине внутреннего газопровода на частотах от 0,0625 до 200 Гц приведено на фиг. 8.The distribution of the greatest mechanical stresses along the length of the internal gas pipeline at frequencies from 0.0625 to 200 Hz is shown in FIG. 8.

Пример спектральной плотности наибольших механических напряжений для элемента внутреннего газопровода приведен на фиг. 9.An example of the spectral density of the greatest mechanical stresses for an element of an internal gas pipeline is shown in FIG. 9.

Кривая интенсивности отказов для соответствующего элемента приведена на фиг. 10.The failure rate curve for the corresponding element is shown in FIG. 10.

Результаты итоговых расчетов вероятности возникновения неисправности и сроков безопасной эксплуатации внутреннего газопровода приведены на фиг. 11.The results of the final calculations of the probability of a malfunction and the terms of safe operation of the internal gas pipeline are shown in FIG. eleven.

Разработанный и апробированный на практике способ экспресс-диагностирования сетей газопотребления обеспечивает достоверное измерение динамических характеристик и параметров внутреннего газопровода, определение предельных сроков и условий безопасной эксплуатации всех элементов внутреннего газопровода и внутреннего газопровода в целом, что позволяет разработать рекомендации по ремонтам и техническому обслуживанию внутреннего газопровода, предупреждающим образование утечек.The method for express-diagnosing gas consumption networks developed and tested in practice provides reliable measurement of the dynamic characteristics and parameters of the internal gas pipeline, the determination of the deadlines and conditions for the safe operation of all elements of the internal gas pipeline and the internal gas pipeline as a whole, which allows developing recommendations for repairs and maintenance of the internal gas pipeline, preventing leakage.

Claims (14)

1. Система экспресс-диагностирования сетей газопотребления, содержащая портативные устройства измерения динамических характеристик и параметров трубопровода и сервер;1. A system for express diagnostics of gas consumption networks containing portable devices for measuring dynamic characteristics and parameters of a pipeline and a server; причем по одному портативному устройству измерения динамических характеристик и параметров трубопровода установлено в начале и в конце диагностируемого участка внутреннего газопровода;moreover, one portable device for measuring dynamic characteristics and parameters of the pipeline is installed at the beginning and at the end of the diagnosed section of the internal gas pipeline; при этом каждое из портативных устройств измерения динамических характеристик и параметров трубопровода содержит герметичный корпус, включающий микромеханический трехосевой акселерометр, микромеханический трехосевой магнитометр, датчик температуры, микромеханический трехосевой гироскоп, подключенные к микроконтроллеру, память, подключенную к микроконтроллеру, интерфейс для подключения внешнего носителя информации, причем микроконтроллер выполнен с возможностью получать данные с акселерометра, магнитометра и гироскопа, сохранять полученные данные в памяти;each portable device for measuring dynamic characteristics and parameters of the pipeline contains a sealed enclosure including a micromechanical three-axis accelerometer, a micromechanical three-axis magnetometer, a temperature sensor, a micromechanical three-axis gyroscope connected to a microcontroller, a memory connected to a microcontroller, an interface for connecting an external information carrier, and the microcontroller is configured to receive data from the accelerometer, magnetometer and gyroscope, while maintaining s obtained data in the memory; причем сервер выполнен с возможностью получать данные от устройств измерения динамических характеристик и параметров трубопровода, выполнять обработку полученных данных, определять величину и цикличность фактических нагрузок, действующих на внутренний газопровод в каждой его точке, определять предельные сроки и условия безопасной эксплуатации для каждого элемента внутреннего газопровода.moreover, the server is configured to receive data from devices for measuring dynamic characteristics and parameters of the pipeline, perform processing of the data obtained, determine the magnitude and frequency of the actual loads acting on the internal gas pipeline at each point, determine the deadlines and conditions for safe operation for each element of the internal gas pipeline. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что сервер содержит базу данных для хранения исходных данных газопроводов сети газопотребления и данных, полученных с портативных устройств измерения динамических характеристик и параметров трубопровода.2. The system according to claim 1, characterized in that the server contains a database for storing source data of gas pipelines of the gas consumption network and data obtained from portable devices for measuring dynamic characteristics and parameters of the pipeline. 3. Способ экспресс-диагностирования сетей газопотребления с использованием портативных устройств измерения динамических характеристик и параметров трубопровода, содержащих герметичный корпус, включающий микромеханический трехосевой акселерометр, микромеханический трехосевой магнитометр, микромеханический трехосевой гироскоп, датчик температуры, подключенные к микроконтроллеру, память, подключенную к микроконтроллеру, блок приема/передачи данных и интерфейс для подключения внешнего носителя информации, содержащий этапы, на которых:3. A method for express-diagnosing gas consumption networks using portable devices for measuring dynamic characteristics and parameters of a pipeline containing a sealed enclosure including a micromechanical three-axis accelerometer, a micromechanical three-axis magnetometer, a micromechanical three-axis gyroscope, a temperature sensor connected to the microcontroller, a memory connected to the microcontroller, a unit receiving / transmitting data and an interface for connecting an external storage medium containing the steps for s: сохраняют данные измерений портативных устройств измерения динамических характеристик и параметров трубопровода, установленных в начале и в конце исследуемого участка внутреннего газопровода, в памяти;save the measurement data of portable devices for measuring the dynamic characteristics and parameters of the pipeline, installed at the beginning and at the end of the investigated section of the internal gas pipeline, in memory; передают данные измерений портативных устройств измерения динамических характеристик и параметров трубопровода, установленных в начале и в конце исследуемого участка внутреннего газопровода, на сервер;transmit measurement data of portable devices for measuring dynamic characteristics and parameters of the pipeline installed at the beginning and at the end of the investigated section of the internal gas pipeline to the server; получают данные измерений на сервере;receive measurement data on the server; выполняют обработку полученных данных;perform processing of the received data; определяют величину и цикличность механических напряжений и изгибающих моментов, действующих на внутренний газопровод в каждой его точке;determine the magnitude and cyclicity of mechanical stresses and bending moments acting on the internal gas pipeline at each point; определяют предельные сроки и условия безопасной эксплуатации для каждого элемента внутреннего газопровода.determine the deadlines and conditions for safe operation for each element of the internal gas pipeline. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что обработка полученных данных включает в себя синхронизацию, центрирование и удаление шумов из измеренных данных.4. The method according to p. 3, characterized in that the processing of the obtained data includes synchronization, centering and removal of noise from the measured data. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что указанные действия обработки данных выполняют для измерений по каждой оси каждого датчика портативных устройств измерения динамических характеристик и параметров трубопровода.5. The method according to p. 4, characterized in that the data processing steps are performed for measurements on each axis of each sensor of portable devices for measuring dynamic characteristics and parameters of the pipeline.
RU2016138448A 2016-09-28 2016-09-28 System and method of express-diagnosing gas-consumption networks RU2622619C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016138448A RU2622619C1 (en) 2016-09-28 2016-09-28 System and method of express-diagnosing gas-consumption networks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016138448A RU2622619C1 (en) 2016-09-28 2016-09-28 System and method of express-diagnosing gas-consumption networks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2622619C1 true RU2622619C1 (en) 2017-06-16

Family

ID=59068337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016138448A RU2622619C1 (en) 2016-09-28 2016-09-28 System and method of express-diagnosing gas-consumption networks

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2622619C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6243657B1 (en) * 1997-12-23 2001-06-05 Pii North America, Inc. Method and apparatus for determining location of characteristics of a pipeline
RU2243515C2 (en) * 2003-02-14 2004-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" Method of testing mechanical stresses in pipelines
RU2288470C1 (en) * 2005-04-04 2006-11-27 Марат Валерьевич Нариманов Vibration system for diagnosing and preventing emergency situations on objects put into operation
RU88453U1 (en) * 2009-07-30 2009-11-10 Закрытое акционерное общество Научно-Производственный Центр "Молния" INSTRUMENT COMPLEX FOR NON-CONTACT DIAGNOSTICS OF THE TECHNICAL CONDITION OF UNDERGROUND PIPELINES M-1
RU131846U1 (en) * 2012-08-06 2013-08-27 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") PIPELINE SAFETY MONITORING SYSTEM
RU2558724C2 (en) * 2013-12-17 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") Diagnostic complex for determination of pipeline position, and method for determining relative displacement of pipeline as per results of two and more inspection passes of diagnostic complex for determination of pipelines position

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6243657B1 (en) * 1997-12-23 2001-06-05 Pii North America, Inc. Method and apparatus for determining location of characteristics of a pipeline
RU2243515C2 (en) * 2003-02-14 2004-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" Method of testing mechanical stresses in pipelines
RU2288470C1 (en) * 2005-04-04 2006-11-27 Марат Валерьевич Нариманов Vibration system for diagnosing and preventing emergency situations on objects put into operation
RU88453U1 (en) * 2009-07-30 2009-11-10 Закрытое акционерное общество Научно-Производственный Центр "Молния" INSTRUMENT COMPLEX FOR NON-CONTACT DIAGNOSTICS OF THE TECHNICAL CONDITION OF UNDERGROUND PIPELINES M-1
RU131846U1 (en) * 2012-08-06 2013-08-27 Открытое акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (ОАО "ОНИИП") PIPELINE SAFETY MONITORING SYSTEM
RU2558724C2 (en) * 2013-12-17 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть") Diagnostic complex for determination of pipeline position, and method for determining relative displacement of pipeline as per results of two and more inspection passes of diagnostic complex for determination of pipelines position

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9921146B2 (en) Pipeline management supporting server and pipeline management supporting system
CN103076394B (en) Safety evaluation method for ocean platform based on integration of vibration identification frequencies and vibration mode
US7174255B2 (en) Self-processing integrated damage assessment sensor for structural health monitoring
CN102966850B (en) Pipeline alignment detection method
KR101951028B1 (en) MEMS Based Seismic Instrument having Seismic Intensity Estimation and Structure, System, and Component Damage Prediction Function
KR102265423B1 (en) Battery safety status diagnostic monitoring system using ultrasonic sensor
US10101194B2 (en) System and method for identifying and recovering from a temporary sensor failure
RU2459136C2 (en) Method to monitor pipeline corrosion and device for its realisation
RU2111453C1 (en) Multi-purpose diagnostic tool-flaw detector for checking pipeline for conditions
US20230176015A1 (en) Advanced caliper for a pipe and method of use
Li et al. Adaptive identification of time-varying cable tension based on improved variational mode decomposition
WO2019007497A1 (en) Non-intrusive vibrational method and apparatus of a centralized system for water distribution network pipelines' leak detection and monitoring
RU2622619C1 (en) System and method of express-diagnosing gas-consumption networks
RU2526579C2 (en) Testing of in-pipe inspection instrument at circular pipeline site
JP2024045515A (en) Structure diagnosis system, structure diagnosis method, and structure diagnosis program
JP3188812B2 (en) Equipment diagnosis system
EP3708992A1 (en) Estimating device, estimating method, and program storing medium
RU2767263C1 (en) Method for integrated assessment of indicators determining the technical condition of pipeline systems, and a monitoring system for its implementation
Sun et al. A review on damage identification and structural health monitoring for offshore platform
JP2006133225A (en) Advanced hit skid data collection
WO2016095236A1 (en) Pipeline structure stress and fatigue monitoring method
Scianna et al. Implementation of a probabilistic structural health monitoring method on a highway bridge
WO2020059693A1 (en) Fluid leakage diagnosis device, fluid leakage diagnosis system, fluid leakage diagnosis method, and recording medium storing fluid leakage diagnosis program
Stepinski Structural health monitoring of piping in nuclear power plants-A review of efficiency of existing methods
RU2574578C2 (en) System for continuous multiparameter monitoring of nuclear power plant equipment operational failure rate

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200929