Анализ надежности технологических установок современных нефтеперерабатывающих и нефтехимических комплексов (НХК) показывает, что высокая концентрация машинных агрегатов – насосных, компрессорных, воздушного охлаждения, дымососов и т.д., с единичными мощностями от десятков кВТ до единиц МВТ, нередко является причиной возникновения производственных неполадок и аварийных ситуаций.
Мониторинг технического состояния позволяет перевести большинство отказов из категории внезапных для персонала установок в категорию планируемых за счет раннего обнаружения и оповещения персонала о развивающейся неисправности.
Внедрение разработанных стационарных систем диагностики и мониторинга КОМПАКС® на технологических установках НХК позволяет устранить главную причину отказов – скрытый ненаблюдаемый характер зарождения и развития дефектов, исключает тяжелые аварии насосных агрегатов, связанные с обрывом валов и разрушением подшипников, вызывающим разгерметизацию торцовых уплотнений и последующее возгорание. И соответственно, минимизировать время и стоимость обслуживания и реализовать стратегию диагностики минимальной стоимости (СДМС™), что вносит существенный вклад в рентабельность предприятия.
Литература
Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®) / В.Н. Костюков, С.Н. Бойченко, А.В. Костюков; Под ред. В.Н. Костюкова. - М.: Машиностроение, 1999. - 163 с.
Эффективность внедрения стационарных систем вибродиагностики КОМПАКС® на Омском НПЗ / Е.А. Малов, А.А. Шаталов, И.Б. Бронфин и др. // Безопасность труда в промышленности. -1997. - №3. - С. 9-15.
Костюков В.Н. Управление оборудованием нефтехимических производств на основе автоматических систем диагностики и мониторинга КОМПАКС // Контроль состояния оборудования и система управления ремонтами: материалы отраслевого совещания главных механиков нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий России и СНГ. - Кириши, 2000. - С. 186-199
Предложена новая методика обеспечения контролепригодности (приспособленность изделия к диагностике заданными техническими средствами) машин и агрегатов к диагностированию без их разборки на всех стадиях жизненного цикла, хорошо зарекомендовавшая себя на практике.
Эта методика обеспечивает сокращение числа вибропреобразователей, устанавливаемых на агрегате, чем достигается упрощение измерения вибрации и постановки диагноза.
Все разработанные датчики обладают рядом особенностей и преимуществ, обеспечивающих их применение с минимальными затратами: дифференциальным построением и выходом, самодиагностикой чувствительного элемента, высокой точностью и малой потребляемой мощностью, широким диапазоном рабочих частот.
Разработанная методика обеспечения контролепригодности агрегатов надежно зарекомендовала себя на практике при внедрении систем вибродиагностики и мониторинга тысяч агрегатов нефтехимических комплексов и является частью стратегии диагностики минимальной стоимости, развиваемой в НПЦ «Динамика». Новизна ее технических решений подтверждена патентами на изобретения.
Литература
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков А.В. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®) / Под ред. В.Н. Костюкова. — М.: Машиностроение, 1999, - 163 с.
Малов Е.А., Шаталов А.А., Бронфин И.Б., Долгопятов В.Н., Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Мелинг А.Я. Эффективность внедрения стационарных систем вибродиагностики КОМПАКС® на Омском НПЗ // Безопасность труда в промышленности. — 1997. — № 1. — С. 9-15.
Костюков В.Н. Управление оборудованием нефтехимических производств на основе автоматических систем КОМПАКС // Материалы отраслевого совещания главных механиков нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий России и СНГ. - Кириши, 2000. - С.186-199
В работе предлагается метод адаптивной безэталонной вибродиагностики машин на основе анализа виброакустических сигналов, связанных с ненаблюдаемыми погрешностями машин и агрегатов, возникающих при изготовлении и в эксплуатации, часть из которых не имеет адекватного представления в шкалах отношения и интервалов.
Выведено каноническое уравнение связи между диагностическими признаками сигнала и структурными параметрами состояния машины, представляющее собой биссектрису первого угла информационной плоскости, приведены результаты моделирования для нормального распределения.
Костюков В.Н. Адаптивный метод виброакустической диагностики // Актуальные проблемы электронного приборостроения: тр. V междунар. конф. - Новосибирск, 2000. - Т.6. - С. 142-147
Безаварийная работа оборудования нефтехимических производств - один из основных факторов, определяющих качество и количество выпускаемой продукции, техническую и экологическую безопасность этих производств.
Система КОМПАКС® обеспечивает безразборную автоматическую вибродиагностику и мониторинг развития дефектов и неисправностей в машинных агрегатах нефтехимических и других взрывопожароопасных производств.
Наибольший эффект достигают при комплексном оснащении ряда установок системами автоматической вибродиагностики КОМПАКС® с последующим объединением их в компьютерную вибродиагностическую сеть технического надзора служб главного механика и главного энергетика.
При оценке экономического эффекта от внедрения системы на НПЗ учитывают такие его составляющие, как повышение производительности и достоверности измерений и диагностики, сокращение затрат на ремонты оборудования, срока вывода установок на технологический режим, числа и продолжительности аварийных ситуаций, числа производственных неполадок и простоев.
Литература
Малов Е.А., Бронфин И.Б., Костюков В.Н. и др. — Безопасность труда в промышленности. 1994, № 8, с. 19-22.
Руководящий документ «Центробежные электроприводные насосные и компрессорные агрегаты, оснащенные системами компьютерного мониторинга для предупреждения аварий и контроля технического состояния КОМПАКС®. Эксплуатационные нормы вибрации». М., Госгортехнадзор РФ, Минтопэнерго РФ. 1994. - 7 с.
Павлов Б.В. Акустическая диагностика механизмов. М., Машиностроение. 1971. - 257 с.
Костюков В.Н., Костюков Ал.В., Шаталов А.А., Сердюк Ф.И., Махонький Б.Н., Маклер Б.В., Ёлшин А.И., Актуганов А.Н., Мухин С.В., Зюзин А.В. Безаварийность производства - путь к повышению рентабельности // Химия и технология топлив и масел. - М., 2000. - № 3 (501). - С.9-13
Вибромониторинг и вибродиагностика центробежных компрессоров осуществляется системой компьютерного мониторинга КОМПАКС® посредством датчиков абсолютной и относительной вибрации, установленных соответственно снаружи – на корпусе каждого подшипника компрессора и внутри – над валом ротора во взаимоперпендикулярных направлениях для измерения и контроля радиальных перемещений и осевого сдвига вала.
Дополнительно используются датчики температуры, частоты вращения и тока потребления. Это позволяет диагностировать техническое состояние и режимы работы компрессоров. Непрерывная вибродиагностика и мониторинг технического состояния агрегатов приводит к положительным результатам.
Любой агрегат может стать «хорошим», если ему сделать своевременный ремонт и оценить его качество по состоянию агрегата с помощью системы вибромониторинга КОМПАКС®, как стационарной, так и персональной – Compacs®-micro, позволяющей собрать вибрации с любых точек компрессорного агрегата и передать их в диагностическую сеть технадзора Compacs-Net® или Internet для анализа и управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией.
Костюков В.Н., Стариков В.А., Тарасов Е.В. Мониторинг и диагностика центробежных компрессоров // Потребители и производители компрессоров и компрессорного оборудования - 2000: тр. VI Междунар. симп. - СПб., 2000. - С.174-177
В статье изложен опыт создания автоматизированных систем управления экологически чистой, безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией машинных агрегатов непрерывных производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®) на основе стационарных систем мониторинга.
Созданные системы АСУ обеспечивают исключение вредного влияния ошибок персонала на функционирование технологических систем, полное использование ресурса оборудования при одновременном сохранении его ремонтопригодности и безопасности, реализуют стратегию диагностики минимальной стоимости (СДМС) и технологию поиска и ликвидации функциональных причин отказов оборудования (ЛИФПО).
Литература
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков А.В. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®). Под ред. В.Н. Костюкова. М.: Машиностроение, 1999. - 163 с.
Костюков В.Н. Автоматизированные системы диагностики и мониторинга ресурсосберегающей эксплуатации оборудования нефтегазовой отрасли // CITOGIC-2000. - Т.10 (Кн. 3). - М., 2000. - С.22-35
В докладе рассматриваются вопросы вибродиагностики машинного оборудования на основе анализа трендов вибропараметров. На сегодняшний день основные применяемые методы вибродиагностики машин строятся на оценке значений вибропараметров и на анализе спектров вибросигнала.
Обычно гармонический анализ спектра требует знания точной конструкции машины, а существующие методы вибродиагностики и прогнозирования технического состояния не учитывают вредного влияния человеческого фактора. Существенное повышение достоверности оценки технического состояния машинного оборудования возможно с использованием закономерностей процессов разрушения и потери работоспособности.
Исследования процессов деградации технического состояния насосно-компрессорных агрегатов, проведенные на ряде нефтезаводов страны с помощью систем стационарного вибромониторинга КОМПАКС® показали, что скорости потери работоспособности различных узлов машин существенно различаются.
Литература
Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®) / В.Н. Костюков, С.Н. Бойченко, А.В. Костюков; Под ред. В.Н. Костюкова. - М.: Машиностроение, 1999. - 163 с.
Костюков А.В. Оценка работоспособности машин и агрегатов по трендам вибропараметров // DYNAMICS OF MACHINE AGGREGATES: Proceedings of the 5th International Conference: Gabcikovo (Slovak Republic). - 2000. - С.101-104
Виброакустическое диагностирование используется для повышения достоверности и объективности контроля состояния всех подшипников и редуктора моторно-колесного блока электропоезда ЭР-2.
Система КОМПАКС®-ЭКСПРЕСС обеспечивает формирование оценки текущего и прогнозирование в будущем технического состояния элементов моторно-колесного блока по результатам измерения параметров вибрации, определяет количественные характеристики физических величин, используемых в качестве диагностических признаков, отображает их на экране монитора в виде специального табло, где представлены количественные и качественные характеристики признаков.
Одновременно встроенная экспертная система выводит на экран монитора текстовую и графическую информацию о техническом состоянии колесно-моторного блока по результатам испытаний. Эта информация регистрируется на печатающем устройстве, а результаты испытаний автоматически архивируются в виде актов испытаний.
Внедрение вибродиагностической системы КОМПАКС®-ЭКСПРЕСС позволяет улучшить качество ремонта и надежность электроподвижного состава.
Костюков В.Н., Авилов В.Д., Харламов В.В., Науменко А.П. Вибродиагностическая система КОМПАКС для оценки технического состояния узлов подвижного состава // Новые технологии - железнодорожному транспорту: подготовка специалистов, организация перевозочного процесса, эксплуатация технических средств: Сб. науч. ст. с междунар. участием (в 4 частях). - Омск: ОмГУПС, 2000. - Ч. 3. - С. 245-247
Для достижения устойчивости технологической системы к возможным отказам оборудования необходимо обеспечить диагностику состояния оборудования, наблюдение за его деградацией и своевременное управление путем выдачи целеуказующих предписаний персоналу по ближайшим неотложным действиям.
Надежность и ресурс агрегатов существенно зависит от их вибрации, а вибрация, в свою очередь, определяется погрешностями изготовления, сборки, ремонта и монтажа на установке, а также эксплуатационными дефектами, возникающими вследствие износа, ошибок обслуживающего персонала и нарушения режима работы агрегата. Это объясняет необходимость вибродиагностики состояния агрегатов на всех этапах жизненного цикла: для оценки качества изготовления, ремонта и монтажа на установке, для оценки технического состояния при эксплуатации вследствие износа, ошибок обслуживающего персонала и нарушения режима работы агрегата.
Большой объем диагностической информации, который необходимо собрать, обработать, представить и передать персоналу в удобной для него форме даже при вибродиагностике оборудования одной технологической установки в течение небольшого интервала времени в 5 - 10 минут, определяемого с одной стороны максимальной скоростью развития неисправности, а с другой – необходимостью своевременного обнаружения ошибок или небрежности персонала обслуживающего агрегат и нарушения технологического режима работы, приводящих к его отказу, требует применения исключительно стационарных систем непрерывного вибромониторинга.
Литература
Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®) / В.Н. Костюков, С.Н. Бойченко, А.В. Костюков; Под ред. В.Н. Костюкова. - М.: Машиностроение, 1999. - 163 с.
Костюков В.Н. Вибродиагностика и мониторинг машинных агрегатов непрерывных производств // DYNAMICS OF MACHINE AGGREGATES: Proceedings of the 5th International Conference: Gabcikovo (Slovak Republic). - 2000. - С.95-100
В статье установлены закономерность трендов вибрации агрегатов, представляющих собой смесь процессов постепенного и скачкообразного характера, и закономерность расширения спектра вибрации при деградации агрегата.
Предложена и апробирована методика рекуррентного синтеза ортогональных диагностических признаков, инвариантная к типу агрегата на базе блоков спектральной матрицы, реализующая концепцию «коллективного распознавания». Разработаны и апробированы детерминированные модели работоспособности агрегатов и методика аппроксимации многомодальной интенсивности износа смесью распределений Вейбула-Гнеденко.
Полученные результаты лежат в основе стратегии диагностики минимальной стоимости (СДМС) и обеспечивают существенное сокращение издержек и сроков внедрения систем мониторинга состояния опасных производственных объектов.
Литература
Проников А.С. Надежность машин. - М.: Машиностроение, 1978. - 592 с.
Труханов В.М. Надежность в технике. - М.: Машиностроение, 1999 г. - 598 с.
Эльперин А.И., Явленский А.К., Талашов Г.И. Диагностированияе реодинамики систем трения. - СПб.: Наука, 1998. - 142 с.
Ефремов В.В., Наумов В.А., Чурсин А.А. Теория и практические вопросы работоспособности элементов машин, приборов и аппаратуры. - Иркутск.: Изд-во Иркут. ун-та, 1984. - 220 с.
Наумов В.А. Аппроксимация экспериментальных кривых работоспособности и надежности. Омск.: Изд-во ОмГТУ, 1994.74 с.
Костюков В.Н. Ранговый метод виброакустической диагностики и оценки качества машин // В сб.: Гидропривод и системы управления строительных, тяговых и дорожных машин. - Омск, 1985. - с. 113-124.
Костюков В.Н. Вибромониторинг насосных агрегатов ....//Омский научный вестник. - Омск, 1999. - №6. - С. 37-41.
Костюков В.Н. Синтез спектральной матрицы вибрации машины и ее распознавание для целей диагностики // Омский научный вестник. - Омск, 2000 - № 12. - см. наст. выпуск.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков А.В. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®). Под ред. В.Н. Костюкова. М.: Машиностроение, 1999. - 163 с.
Костюков В.Н. Синтез инвариантных диагностических признаков и моделей состояния агрегатов для целей диагностики // Омский научный вестник. - Омск, 2000. - Вып. 12. - С.77-81