Асинхронные электродвигатели (АЭД) являются одним из наиболее распространённых на сегодняшний день типов электрооборудования. Соответственно, высокую актуальность имеет вопрос разработки современных методов диагностирования состояния, в том числе автоматизированного, основных узлов АЭД, в частности, статорных обмоток.
Целью исследования является отработка применения метода измерения параметров частичных разрядов (ЧР) для контроля состояния изоляции АЭД в условиях ремонтного производства, а также при контроле АЭД на их технологических позициях.
Для достижения поставленной цели были успешно решены задачи по разработке схем измерения параметров ЧР в изоляции статоров; сбору и обработке статистических данных по этим параметрам для большого количества АЭД; определению характеристик распределений параметров ЧР и нормированию
критических величин этих параметров.
В качестве рабочего был выбран электрический метод измерения параметров ЧР как наиболее применимый для АЭД и имеющий наибольшую чувствительность. В качестве вспомогательных использовались методы вибродиагностики и визуального контроля. Полученные данные обрабатывались по алгоритмам математической статистики с применением компьютерной техники, что позволило проанализировать результаты более чем 4300 измерений.
По результатам исследования было проведено нормирование параметров ЧР с целью применения полученных критических величин при разовых испытаниях АЭД.
Применение результатов исследования в производственной практике позволяет увеличить глубину диагностирования электрической системы АЭД и повысить достоверность диагностирования. Обнаружение дефектов изоляции даже на начальной стадии их развития позволяет предупредить возникновение
аварийных ситуаций и снизить расходы, связанные с незапланированными простоями оборудования.
Бурда Е.А., Костюков Ал.В., Бойченко С.Н., Щелканов А.В. Диагностирование состояния изоляции статоров асинхронных электродвигателей методом частичных разрядов // Динамика систем, механизмов и машин. - 2016. - № 1., Том 3. - с. 53-61
Целью данной работы является разработка методики диагностирования подшипниковых узлов роторных агрегатов виброакустическим методом неразрушающего контроля, обеспечивающей повышение достоверности диагностирования при минимальных затратах на проведение испытаний. При реализации диагностирования любого объекта всегда существует вероятность ошибки ложной тревоги и ошибки пропуска дефекта. В условиях эксплуатации оборудования пропуск дефекта способен привести к разрушению узла, сбою технологического процесса, аварии. Ложная тревога ведет к необходимости проведения дополнительных работ. Достижение поставленной цели обеспечивается в процессе диагностирования путем избирательного получения и учета зависимости изменения параметров вибрации от частоты вращения при различных технических состояниях.
Зайцев А.В., Костюков В.Н., Казарин Д.В. Диагностирование подшипниковых узлов роторных агрегатов на различных режимах работы // Динамика систем, механизмов и машин. - 2016. - № 1., Том 1. - с. 173-178
В статье рассмотрен способ построения диагностической модели технически сложного объекта диагностики на примере пневматической системы электропоезда. Диагностическая модель строится путем формализации вербального описания объекта с применением нечеткой логики.
Щелканов А.В. Построение диагностических моделей сложных технических систем (на примере пневматической системы электропоезда) // Динамика систем, механизмов и машин. - 2016. - № 1., Том 1. - с. 127-132
Эксплуатация центробежных насосных агрегатов на предприятиях нефтепереработки под контролем систем мониторинга технического состояния и автоматической диагностики показала наличие процесса деградации узлов и деталей проявляющегося в скачкообразном изменении вибрации агрегата. Разработаны диагностические признаки, позволяющие при работе центробежного насосного агрегата выявлять на начальном этапе процессы стадийной деградации узлов и деталей, и при дальнейшей эксплуатации насоса контролировать развитие деградации, обеспечивать своевременное предупреждение персонала по неотложным действиям, направленным на предотвращение аварийных ситуаций на предприятиях нефтепереработки.
Тарасов Е.В., Костюков В.Н. Контроль стадийной деградации деталей и узлов центробежных насосных агрегатов в эксплуатации // Динамика систем, механизмов и машин. - 2016. - № 1., Том 1. - с. 115-121
Для совершенствования систем виброконтроля, мониторинга и автоматической диагностики технического состояния энергетических установок одним из наиболее перспективных направлений является применение датчиков вала. Однако необходимые для этих целей критерии вибрационной надежности роторов турбоагрегатов не разработаны в достаточной мере. Нормативная база ограничена требованиями к системам виброконтроля и ГОСТами для оценки уровней вибрации с одной стороны шейки подшипника.
Цель исследования – разработать критерии оценки технического состояния и вибрационной надежности роторов в условиях эксплуатации с использованием полной системы датчиков вала, как этого требует ГОСТ Р 55263-2012.
Сформулированы основные критерии, необходимые для оценки технического состояния в современных системах автоматической диагностики. Предложены граничные значения параметров для оценки технического состояния валопровода на опорах с подшипниками скольжения. Критерии получены на основе экспериментальных и расчетных работ авторов в области динамики роторных систем.
Куменко А.И., Кузьминых Н.Ю., Тимин А.В. Разработка критериев вибрационной надежности роторов турбоагрегата // Динамика систем, механизмов и машин. - 2016. - № 1., Том 1. - с. 58-64
Для диагностирования отдельных дефектов и неисправностей машин и механизмов по параметрам виброакустических сигналов необходимо оценивать пиковые значения измеренных сигналов. Учитывая стохастический характер сигналов, оценка погрешностей измерения и определения пиковых значений сигналов с учетом законов распределения их мгновенных значений становится актуальной задачей. Задачей данной работы является разработка методики оценки погрешности измерения и определения пиковых значений виброакустических сигналов. В результате анализа математического аппарата определения относительной среднеквадратической случайной погрешности оценки статистических характеристик процессов, представлены математические зависимости для расчета таких оценок для различных законов распределения мгновенных значений сигнала. В частности, решена задача по определению зависимости асимптотической оценки погрешности выборочной оценки квантиля от величины дискретных значений в выборке (временной реализации сигнала), что позволяет обосновывать и проверять метрологию средств измерений, а также оценивать достоверность измерений пиковых значений виброакустического сигнала.
В. Н. Костюков, А. П. Науменко, С. Н. Бойченко, И. С. Кудрявцева Методические основы оценки пиковых значений параметров виброакустических сигналов // Динамика систем, механизмов и машин. - 2016. - № 1., Том 1. - с. 51-58
Рассмотрены некоторые проблемы диагностики сложных роторных систем энергетических турбоагрегатов.
Предложен перечень основных задач, подлежащих решению в системах диагностики технического состояния валопровода на подшипниках скольжения и рассмотрена одна из наиболее сложных задач – диагностика остаточного прогиба отдельных роторов в валопроводе.
Для анализа физических процессов и отработки ряда диагностических признаков дефектов, измеряемых автоматически с использованием полной системы датчиков вала предложен многоопорный роторный стенд с подшипниками скольжения.
Приведены основные геометрические и технические параметры роторов. Стенд, состоящий из двух роторов, соединенных между собой и приводным двигателем жесткими муфтами, позволяет смоделировать и варьировать все основные дефекты изготовления и сборки роторов и подшипников.
Представлены основные динамические характеристики роторного стенда и результаты моделирования остаточного прогиба ротора, полученные с использованием специального программного обеспечения.
Куменко А.И., Костюков В.Н., Суминов И.А., Кузьминых Н.И. Математическое и физическое моделирование задач диагностики на роторном стенде // Материалы конференции CM2016/MFPT2016
Предложены современная концепция и комплекс методов для мониторинга технического состояния элементов системы: «валопровод – масляная пленка опорных подшипников - опоры турбоагрегата» на базе отечественной технологии КОМПАКС®.
Исходными данными для системы являются: - конструктивные, технологические, монтажные и режимные параметры турбоагрегата; - измеренные параметры абсолютной вибрации опор и механических величин в контрольных точках турбоагрегата;; - измеренные параметры относительных смещений и относительной вибрации шеек роторов в соответствии с ГОСТ Р 55263-2012; Так же в систему вводятся предварительно вычисленные: - монтажная линия валопровода в холодном состоянии; - номинальные параметры положения шеек роторов на кривой подвижного равновесия; - статические и динамические характеристики масляной пленки опорных подшипников; - матрица жесткости валопровода от единичных перемещений опор.
Методическое обеспечение позволяет в процессе эксплуатации определять статические и динамические нагрузки в опорах турбоагрегата, расцентровки его опор и оценить корректирующие центровки роторов по полумуфтам, напряжения в шипах роторов, сварных швах и в болтах полумуфт. Предполагается выдача автоматического заключения о соответствии параметров технического состояния роторной системы нормативным значениям, причин их отклонения от нормативных значений и рекомендаций по необходимым мероприятиям. В работе представлена часть методического обеспечения, в том числе методы определения статических реакций опор в эксплуатации, методика определения матриц жесткости валопровода и методика решения обратной задачи – определение расцентровок опор по измерениям относительного положения шеек роторов в расточках подшипников.
Приведены результаты моделирования ряда статических характеристик на примере т/а 1000 МВт для АЭС.
Костюков В.Н., Куменко А.И., Кузьминых Н.Ю., Тимин А.В. Разработка методического обеспечения систем мониторинга дефектов и напряжений в элементах валопроводов турбоагрегатов ТЭС и АЭС с использованием датчиков вала // Материалы конференции CM2016/MFPT2016
Рассмотрены возможности применения статистических характеристик - числовых и функциональных, для оценки вибрационных процессов. Проведенные исследования показали, что использование площади под кривой модуля характеристической функции мгновенных значений виброакустических сигналов для различных узлов и механизмов, в качестве диагностического признака и формирование вектора диагностических признаков на его основе позволило предложить принципиально новый диагностический параметр, который является инвариантным к конструкции машины и предельным значениям параметра. Применение данного параметра позволяет повысить достоверность результатов диагностики при одновременном упрощении алгоритмов диагностирования.
Костюков В.Н., Кудрявцева И.С., Науменко А.П., Бойченко С.Н. Формирование вектора диагностических признаков на основе характеристической функции виброакустического сигнала // Материалы конференции CM2016/MFPT2016
Для управления надежностью оборудования нефтеперерабатывающих предприятий в настоящее время активно используется система риск-менеджмента, которая должна обеспечить оптимизацию затрат на техническое обслуживание и ремонт при одновременном увеличении межремонтного периода эксплуатации технологических установок. Однако, при расчете риска возникает ряд проблем, связанных с большим объемом данных, необходимых для его расчета, их неоднородностью, отсутствием стандартизованных механизмов их накопления. Кроме того, субъективность ручного ввода данных не позволяет считать системы риск-менеджмента предприятий достаточными для перехода на увеличенный межремонтный период и обеспечивающими требуемый минимальный уровень техногенного риска. Основным параметром, определяющим расчет риска, является вероятность отказа оборудования. Используя возможности и свойства современных систем мониторинга технического состояния оборудования, оказывается возможным предложить механизм расчета вероятности отказа оборудования технологических объектов и риска его эксплуатации в реальном времени.
В докладе рассматривается статистический подход к оценке вероятности отказа оборудования по данным стационарных систем мониторинга технического состояния. Приводятся результаты исследования статистических параметров наработок агрегатов, вероятностей отказов.
Использование системы мониторинга технического состояния оборудования для расчета и мониторинга вероятности отказа оборудования и, следовательно, риска его эксплуатации оборудования позволяет повысить эффективность внедрения средств мониторинга технического состояния технологического оборудования, увеличить межремонтный пробег технологических установок.
В.Н. Костюков А.В. Костюков С.Н. Бойченко Оценка вероятности отказа и риска эксплуатации оборудования технологических установок по данным систем мониторинга технического состоянияического состояния // Материалы конференции CM2016/MFPT2016
Русский
English 
Публикации
