RU2663310C1 - Способ контроля и прогнозирования состояния электромеханических приборов в многокомпонентной газовой среде герметизированных контейнеров - Google Patents

Способ контроля и прогнозирования состояния электромеханических приборов в многокомпонентной газовой среде герметизированных контейнеров Download PDF

Info

Publication number
RU2663310C1
RU2663310C1 RU2017134654A RU2017134654A RU2663310C1 RU 2663310 C1 RU2663310 C1 RU 2663310C1 RU 2017134654 A RU2017134654 A RU 2017134654A RU 2017134654 A RU2017134654 A RU 2017134654A RU 2663310 C1 RU2663310 C1 RU 2663310C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electromechanical devices
state
gaseous medium
multicomponent
sealed
Prior art date
Application number
RU2017134654A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Николаевич Стефанов
Василий Николаевич Козлов
Павел Алексеевич Торбин
Ирина Ивановна Погодина
Андрей Александрович Сенягин
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ")
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 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2017134654A priority Critical patent/RU2663310C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2663310C1 publication Critical patent/RU2663310C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области измерительной техники для исследования параметров многокомпонентных газовых сред и состояния хранящихся в этих газовых средах объектов, являющихся источником опасных газообразных продуктов, и может быть использовано для прогнозирования изменения и оценки состояния объектов, находящихся под воздействием указанных сред. Заявленный способ контроля и прогнозирования состояния электромеханических приборов в многокомпонентной газовой среде герметизированных контейнеров включает отбор проб анализируемой многокомпонентной газовой среды из герметизированного контейнера с электромеханическими приборами, определение качественного и количественного состава анализируемой многокомпонентной газовой среды хроматографическим методом, сравнение регистрируемого качественного и количественного состава газовой среды с имеющейся базой данных критических значений концентраций компонентов газовой среды. Электромеханические приборы, выделяющие газообразные продукты, помещают в герметизированный контейнер, который размещают в защитном контейнере, каждый из которых снабжен независимым клапаном для отбора газовых проб, затем осуществляют отбор проб анализируемой многокомпонентной газовой среды через заданные промежутки времени через указанные независимые клапаны в герметизированном и защитном контейнерах. Осуществляют хроматографическое определение изменения концентрации опасных компонентов путем последовательного введения отобранных газовых проб в колонку каждого из хроматографов, входящего в систему хроматографов, каждый из которых оснащен соответствующими детекторами и разделительными колонками, селективно определяющими индивидуальную концентрацию опасного компонента, а оценку изменения состояния электромеханических приборов, выделяющих газообразные продукты, производят на основании анализа регистрируемых хроматографически концентраций, которые сравниваются с имеющейся базой данных (БД) критических значений концентраций опасных компонентов и соответствующих им видов потери работоспособности электромеханических приборов. При этом если текущее значение концентраций опасных компонентов достигает критических значений, то констатируют соответствующее этим критическим значениям повреждение электромеханических приборов, если текущее значение концентраций опасных компонентов ниже критических значений, констатируют стабильность работы электромеханических приборов. Технический результат - обеспечение возможности оценки степени безопасности состояния газовой среды за счет определения изменений качественного и количественного состава анализируемой многокомпонентной газовой среды в герметизированном контейнере с электромеханическими приборами и установления связи этих изменений с отклонениями от штатного состояния электромеханических приборов или риска возникновения аварийной или предаварийной ситуации в герметизированных контейнерах. 2 табл., 1 ил.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области измерительной техники для исследования параметров многокомпонентных газовых сред и состояния хранящихся в этих газовых средах объектов, являющихся источником опасных газообразных продуктов, и может быть использовано для прогнозирования изменения и оценки состояния объектов, находящихся под воздействием указанных сред.
Известен в качестве прототипа способ исследования параметров многокомпонентных газовых сред (патент РФ №2383012, МПК G01N 27/12, опубл. 27.02.2010), применяемый в микроэлектронике, согласно которому проводят анализ и контроль состава газовой среды, анализ изменения параметров состояния газовой среды и наличия исследуемого газового компонента в ней по динамике изменения параметров давления и концентраций компонентов газовой среды путем сравнения текущих оптических показателей многокомпонентной газовой среды (по регистрируемым спектрам оптических характеристик газовой среды) с показателями эталонных газовых проб.
К недостаткам известного способа относится отсутствие возможности составления оценки состояния многокомпонентной газовой среды и хранящихся в ней электромеханических приборов и установления связи этих изменений с отклонениями от штатного состояния и многокомпонентной газовой среды и электромеханических приборов.
Задачей авторов изобретения является разработка способа исследования в режиме реального времени изменения состояния многокомпонентной газовой среды и электромеханических приборов в ней, обеспечивающего возможность определения качественного и количественного состава анализируемой газовой среды в герметизированном контейнере (ГК) с электромеханическими приборами и установления связи этих изменений с отклонениями от штатного состояния электромеханических приборов или риска возникновения аварийной или предаварийной ситуации.
Новый технический результат, обеспечиваемый при использовании предлагаемого способа, заключается в обеспечении возможности оценки степени безопасности состояния газовой среды за счет определения изменений качественного и количественного состава анализируемой многокомпонентной газовой среды в герметизированном контейнере с электромеханическими приборами и установления связи этих изменений с отклонениями от штатного состояния электромеханических приборов или риска возникновения аварийной или предаварийной ситуации в герметизированных контейнерах.
Указанные задача и новый технический результат обеспечивается тем, что в способе контроля и прогнозирования состояния электромеханических приборов в многокомпонентной газовой среде герметизированных контейнеров, включающем отбор проб анализируемой газовой среды из герметизированного контейнера, определения качественного и количественного состава анализируемой газовой среды, согласно изобретению, электромеханические приборы, выделяющие газообразные продукты, помещают в герметизированный контейнер, который размещают в защитном контейнере, каждый из которых снабжен независимым клапаном для отбора газовых проб, затем осуществляют отбор проб анализируемой многокомпонентной газовой среды через заданные промежутки времени через указанные независимые клапаны в герметизированном и в защитном контейнерах, затем осуществляют хроматографическое определение изменения концентрации опасных компонентов путем последовательного введения отобранных газовых проб в колонку каждого из хроматографов, входящего в систему хроматографов, каждый из которых оснащен соответствующими детекторами и разделительными колонками, селективно определяющими индивидуальную концентрацию опасного компонента, а оценку изменения состояния электромеханических приборов, выделяющих газообразные продукты, производят на основании анализа регистрируемых хроматографически концентраций, которые сравниваются с имеющейся базой данных (БД) критических значений концентраций опасных компонентов и соответствующих им видов потери работоспособности электромеханических приборов, при этом, если текущее значение концентрации опасных компонентов достигает критических значений, то констатируют соответствующее этим критическим значениям повреждение электромеханических приборов, если текущее значение концентраций опасных компонентов ниже критических значений, констатируют стабильность работы электромеханических приборов.
Предлагаемый способ поясняется следующим образом.
На фиг. 1 представлен общий вид конструкции, на которой опробован предлагаемый способ, где 1 - защитный контейнер; 2 - герметизированный контейнер; 3 - электромеханические приборы, выделяющие газообразные продукты; 4 - клапаны для отбора проб газовой среды; 5 - сосуд для отбора проб газовой среды; 6 - газовый хроматограф для определения неорганических компонентов; 7 - кран-дозатор; 8 - разделительные колонки; 9 - детектор; 10 - ПЭВМ, 11 - газовый хроматограф для определения органических компонентов.
В защитном контейнере (1) размещен герметизированный контейнер (2) с электромеханическими приборами (3), выделяющими газообразные продукты. Через заданные промежутки времени в предварительно отвакуумированный сосуд (5) производят отбор проб газовой среды из защитного контейнера (1) и герметизированного контейнера (2) через клапаны (4), расположенные на корпусах контейнеров (2, 3). Анализируемый газ из сосуда (5) вводится в краны-дозаторы (7) газовых хроматографов (6, 11) и через разделительные колонки (8) переносится в детекторы (9), где происходит формирование электрических сигналов, которые обрабатываются в ПЭВМ (10) по заложенной в него программе в виде отдельных пиков, соответствующих содержанию анализируемых газовых компонентов.
Предварительно была наработана БД по наблюдениям за изменением концентрации какого-либо из изученных компонентов газовой среды, на основе чего предусмотрено сформулировать прогноз по соответствующему этому изменению повреждению (либо разгерметизация, либо разрушение коррозионное, либо разрушение хранящихся объектов, либо нарушение целостности).
Существует необходимость учета изменившихся параметров исследуемой газовой среды и их связи с изменениями или отклонениями от штатного состояния приборов или хранящихся объектов или риска возникновения аварийной или предаварийной ситуаций в ГК.
При решении этой задачи предусматривается наблюдение в режиме реального времени за изменениями:
- концентраций выделяющихся газообразных продуктов и твердых материалов;
- скорости выделения газообразных продуктов исследуемых объектов.
Для измерения концентраций выделяющихся газообразных продуктов и твердых материалов производят регулярный (с заданной кратностью) отбор проб газовой среды и проводят газохроматографический качественный и количественный анализ проб.
На основе измеренных параметров и характеристик в виде сигналов или значений результатов измерений (концентрации) и соответствующих расчетов по математическим формулам (скорости выделения) строятся графики или формируются БД текущих значений, сравниваются с накопленной БД (системы методических наблюдений при неизменных состояниях системы или при выявленных отклонениях исследуемой системы от штатного состояния), в конечном итоге результаты сравнения анализируют на предмет безопасного состояния и приближения к риску возникновения различного рода неблагоприятного состояния (или возгорание, или отказ автоматики, или наличие механических разрушений, или разгерметизация).
Полученные и обработанные в ПЭВМ (10) данные сравниваются с имеющейся базой данных критических значений и соответствующих им видов потери работоспособности электромеханических приборов, при этом, если текущее значение концентрации опасных компонентов достигает критических значений, то констатируют соответствующее этим значениям повреждение электромеханических приборов, если текущее значение концентраций опасных компонентов ниже критических значений, констатируют стабильность работы электромеханических приборов.
Таким образом, при использовании предлагаемого способа обеспечивается возможность оценки степени безопасности состояния газовой среды за счет определения изменений качественного и количественного состава анализируемой многокомпонентной газовой среды в герметизированном контейнере с электромеханическими приборами и установления связи этих изменений с изменениями или отклонениями от штатного состояния электромеханических приборов или риска возникновения аварийной или предаварийной ситуации в герметизированных контейнерах.
Возможность промышленной реализации предлагаемого способа подтверждается следующим примером.
Пример 1. Предлагаемый способ осуществлен в лабораторных условиях на установке, изображенной на фиг. 1.
В защитном контейнере (1) размещен герметизированный контейнер из нержавеющей стали (2) с электромеханическими приборами, выделяющими газообразные продукты (3). Через 6 месяцев после установки приборов в контейнер и герметизации контейнеров в предварительно отвакуумированный стеклянный баллон объемом 0,5 л (5) производят отбор пробы газовой среды из защитного контейнера (1) и герметизированного контейнера (2) через клапаны (4), расположенные на корпусах контейнеров (2, 3). Анализ ведут с использованием газохроматографического метода. Анализируемый газ из стеклянного баллона (5) вводится в краны-дозаторы (7) газовых хроматографов «GC-2014» (6) и «Цвет-800» (11) и через насадочные разделительные колонки (8) переносится в детекторы (9), где происходит формирование электрических сигналов, которые обрабатываются в ПЭВМ (10) по программе «Цвет-аналитик» в виде отдельных пиков, соответствующих содержанию анализируемых газовых компонентов (кислород, водород, гелий, оксид углерода, диоксид углерода - на хроматографе «GC-2014» (6); ацетон, этанол, бензол, диэтиловый эфир - на хроматографе «Цвет-800» (11)). Полученные значения концентраций приведены в таблице 1 (представлены измерения значений концентраций опасных неорганических компонентов, произведенные на хроматографе «GC-2014») и в таблице 2 (представлены измерения значений концентраций опасных органических компонентов, произведенные на хроматографе «ЦВЕТ-800»). При сравнении полученных значений с имеющейся базой данных критических значений установлено, что значение концентраций водорода, оксида углерода, диоксида углерода и органических компонентов (ацетон, этанол, бензол, диэтиловый эфир) не превышает критических значений. Выявление гелия в анализируемой газовой среде герметизированного контейнера (2,00% об.) свидетельствует о разгерметизации электромеханического прибора. Полученное значение концентрации кислорода (1,5% об.) прогнозирует увеличение скорости выделения водорода в газовую среду герметизированного контейнера, что приведет к гидридной коррозии деталей электромеханических приборов, находящихся в герметизированном контейнере.
Как это показал пример исполнения заявленного способа, при его реализации обеспечивается возможность оценки степени безопасности состояния газовой среды за счет определения изменений качественного и количественного состава анализируемой многокомпонентной газовой среды в герметизированном контейнере с электромеханическими приборами и установления связи этих изменений с изменениями или отклонениями от штатного состояния электромеханических приборов или риска возникновения аварийной или предаварийной ситуации в герметизированных контейнерах.
Figure 00000001
Figure 00000002

Claims (1)

  1. Способ контроля и прогнозирования состояния электромеханических приборов в многокомпонентной газовой среде герметизированных контейнеров, включающий наблюдение в режиме онлайн и регистрацию изменяющихся во времени параметров многокомпонентной газовой среды в герметичном контейнере, отбор проб анализируемой многокомпонентной газовой среды из герметизированного контейнера с электромеханическими приборами через заданные промежутки времени, определение текущего качественного и количественного состава анализируемой многокомпонентной газовой среды хроматографическим методом, сравнение регистрируемых параметров с имеющейся БД критических значений, отличающийся тем, что с целью обеспечения возможности контроля и прогнозирования состояния электромеханических приборов в многокомпонентной газовой среде герметизированных контейнеров электромеханические приборы, выделяющие газообразные продукты, помещают в герметизированный контейнер, который размещают в защитном контейнере, каждый из которых снабжен независимым клапаном для отбора газовых проб, затем осуществляют отбор проб анализируемой многокомпонентной газовой среды через заданные промежутки времени через указанные независимые клапаны в герметизированном и защитном контейнерах, затем осуществляют хроматографическое определение изменения концентрации опасных компонентов путем последовательного введения отобранных газовых проб в колонку каждого из хроматографов, входящего в систему хроматографов, каждый из которых оснащен соответствующими детекторами и разделительными колонками, селективно определяющими индивидуальную концентрацию опасного компонента, а оценку изменения состояния электромеханических приборов, выделяющих газообразные продукты, производят на основании анализа регистрируемых хроматографически концентраций, которые сравниваются с имеющейся базой данных (БД) критических значений концентраций опасных компонентов и соответствующих им видов потери работоспособности электромеханических приборов, при этом если текущее значение концентрации опасных компонентов достигает критических значений, то констатируют соответствующее этим критическим значениям повреждение электромеханических приборов, если текущее значение концентраций опасных компонентов ниже критических значений, констатируют стабильность работы электромеханических приборов.
RU2017134654A 2017-10-03 2017-10-03 Способ контроля и прогнозирования состояния электромеханических приборов в многокомпонентной газовой среде герметизированных контейнеров RU2663310C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017134654A RU2663310C1 (ru) 2017-10-03 2017-10-03 Способ контроля и прогнозирования состояния электромеханических приборов в многокомпонентной газовой среде герметизированных контейнеров

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017134654A RU2663310C1 (ru) 2017-10-03 2017-10-03 Способ контроля и прогнозирования состояния электромеханических приборов в многокомпонентной газовой среде герметизированных контейнеров

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2663310C1 true RU2663310C1 (ru) 2018-08-03

Family

ID=63142572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017134654A RU2663310C1 (ru) 2017-10-03 2017-10-03 Способ контроля и прогнозирования состояния электромеханических приборов в многокомпонентной газовой среде герметизированных контейнеров

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2663310C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0392502A2 (en) * 1989-04-12 1990-10-17 Puritan-Bennett Corporation Method and apparatus for measuring a parameter of a gas in isolation from gas pressure fluctuations
US5234837A (en) * 1989-04-06 1993-08-10 Charbonnages De France Pseudo-continuous process for interrogating a combustible gas detector
RU95101299A (ru) * 1995-01-30 1996-12-20 Конструкторско-технологический институт вычислительной техники СО РАН Способ определения состава газовой смеси
RU2552604C1 (ru) * 2014-03-03 2015-06-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик-Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Способ определения воздействия факторов газовой среды на работоспособность электромеханических приборов и устройство для его реализации
RU2558650C1 (ru) * 2014-03-28 2015-08-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация"Росатом" Способ определения параметров газовой среды в герметизированном контейнере с электромеханическими приборами и устройство для его реализации
RU2603339C1 (ru) * 2015-09-25 2016-11-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Способ измерения температуры, влажности и скорости их изменения в герметичном контейнере с газовой средой и устройство для его реализации

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5234837A (en) * 1989-04-06 1993-08-10 Charbonnages De France Pseudo-continuous process for interrogating a combustible gas detector
EP0392502A2 (en) * 1989-04-12 1990-10-17 Puritan-Bennett Corporation Method and apparatus for measuring a parameter of a gas in isolation from gas pressure fluctuations
RU95101299A (ru) * 1995-01-30 1996-12-20 Конструкторско-технологический институт вычислительной техники СО РАН Способ определения состава газовой смеси
RU2552604C1 (ru) * 2014-03-03 2015-06-10 Российская Федерация, от имени которой выступает государственный заказчик-Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Способ определения воздействия факторов газовой среды на работоспособность электромеханических приборов и устройство для его реализации
RU2558650C1 (ru) * 2014-03-28 2015-08-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация"Росатом" Способ определения параметров газовой среды в герметизированном контейнере с электромеханическими приборами и устройство для его реализации
RU2603339C1 (ru) * 2015-09-25 2016-11-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Способ измерения температуры, влажности и скорости их изменения в герметичном контейнере с газовой средой и устройство для его реализации

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10247643B1 (en) System, method, and apparatus for determining air emissions during pig receiver depressurization
KR102221039B1 (ko) 천연 가스용 휴대형 수분 분석기
RU2571169C2 (ru) Автоматизированный анализ пластовых флюидов, находящихся под давлением
CN204389458U (zh) 一种用于分析六氟化硫分解产物的气相色谱分析仪
RU2663310C1 (ru) Способ контроля и прогнозирования состояния электромеханических приборов в многокомпонентной газовой среде герметизированных контейнеров
TWI575479B (zh) 汽油洩漏之土壤氣體監測及預警系統
EP3149461B1 (en) Active, variable sample concentration method and apparatus for sub-ppb measurements and exemplary x-ray analysis applications thereof
Kim et al. The evaluation of recovery rate associated with the use of thermal desorption systems for the analysis of atmospheric reduced sulfur compounds (RSC) using the GC/PFPD method
JP6632603B2 (ja) 天然ガスと沼気ガスを識別する方法及び装置
US9494536B1 (en) Methods for predicting corrosion rate of crude oil derived samples using X-ray absorption spectroscopy
RU2558650C1 (ru) Способ определения параметров газовой среды в герметизированном контейнере с электромеханическими приборами и устройство для его реализации
Zuas et al. Analytical method validation of GC-FID for the simultaneous measurement of hydrocarbons (C2-C4) in their gas mixture
RU2552604C1 (ru) Способ определения воздействия факторов газовой среды на работоспособность электромеханических приборов и устройство для его реализации
RU2530447C1 (ru) Способ анализа многокомпонентной газовой среды герметизированных контейнеров с электронными приборами и устройство для его реализации
Zuas et al. MEASUREMENT OF NITROUS OXIDE IN A NITROGEN MATRIX USING GAS CHROMATOGRAPHY WITH MICROELECTRON CAPTURE DETECTION: VALIDATION OF ANALYTICAL METHOD
RU2750849C1 (ru) Комплекс постоянного контроля выбросов в режиме реального времени
Demo et al. Corrosion management and asset tracking through improved airframe contaminant monitoring
Stepanov et al. The Experimental Identification of the Mass Content of Adsorbed Molecules in the Installation for Calibration/Verification of Gas Analyzers
Mota-Martinez et al. Design and test of a new high pressure phase equilibrium apparatus for highly corrosive mixtures of importance for natural gas
RU2631013C1 (ru) Способ экспрессного определения защитных свойств воздухопроницаемых защитных материалов по парам химических веществ при различных условиях массообмена
Zineddin Evaluation of Commercially Available On-Line Analyzers for Measurement of Natural Gas Contaminants
Schmidbauer et al. Alcoa Mosjøen. Measurements of CF4 and C2F6 emissions from Alcoa Aluminium’s smelter at Mosjøen, Norway.
Bushin et al. Equipment and Apparatus for Studying the Vacuum Properties of Materials and Highly Sensitive Control of the Leak Detection of Gas-Filled Spark Gaps
RU2528273C1 (ru) Способ анализа многокомпонентной газовой среды герметизированных контейнеров с электронными приборами и устройство для его реализации
Anagnostopoulos Evaluation of field-level screening, sampling, storage, and laboratory analysis of hydrogen sulfide and reduced sulfur species in SAGD operations