Интенсивное внедрение систем мониторинга поршневых компрессоров, функционирующих на опасных производственных объектах нефтегазохимического комплекса, поставило проблему по обеспечению нормирования измеряемых параметров, которые используются для контроля технического состояния поршневых компрессоров. Одним из основных физических процессов, который используется в системах мониторинга, является вибрация.
В основе методики нормирования параметров вибрации машин лежит экспериментально установленный факт: при нормальном функционировании машин параметры вибрации различных машин лежат ниже некоторых значений, которые можно использовать в качестве границ.
Сегодня в России приняты нормативные документы, которые позволяют совместно с системами мониторинга состояния машинного оборудования опасных производств, удовлетворяющими требованиям и относящимися к системам первого класса, обеспечить статическую, динамическую ошибки и риск пропуска опасного состояния не более 5%.
В результате впервые в мире системы мониторинга на основе нормативных данных стандарта СТО 03-007-11 позволяют с помощью разработанных алгоритмов автоматической экспертной системы поддержки принятия решений осуществлять мониторинг технического состояния поршневых компрессоров опасных производств и обеспечивать их безопасную, безаварийную, ресурсосберегающую эксплуатацию.
Литература:
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение. 2002. 224 с.
ISO 2372-1974. Mechanical vibration of machines with operating speeds from 10 to 200 rev/s. / Basis for specifying evaluation standards.
ДСТУ 3162-95. Компрессорное оборудование. Определение вибрационных характеристик малых и средних поршневых компрессоров и нормы вибрации. - Введ. с 1996-07-01. Украина. 20 с. (Яз. укр.)
ISO 10816-6:1995. Mechanical vibration. Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts. Part 6. Reciprocating machines with power ratings above 100 kW.
ISO/CD 10816-8. Mechanical vibration. Evaluation of machine vibration by measurements on non-rotating parts. Part 8: Reciprocating compressor systems.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Решения проблем безопасной эксплуатации поршневых машин // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2009. №03. С. 27-36.
Науменко А.П. Методология виброакустической диагностики поршневых машин // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. Спец. вып. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2007. С. 85-95.
Науменко А.П. Научно-методические основы вибродиагностического мониторинга поршневых машин в реальном времени /дис… д-ра. техн. наук. Омск: ОмГТУ, 2012. 40 с.
Биргер И.А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978. 240 с.
СТО 03-007-11. Мониторинг оборудования опасных производств. Стационарные поршневые компрессорные установки опасных производств: эксплуатационные нормы. М.: Химическая техника, 2011. 18 с.
ГОСТ Р 53564-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Требования к системам мониторинга. М.: Стандартинформ, 2010. 20 с.
СА 03-002-05. Системы мониторинга агрегатов опасных производственных объектов. Общие технические требования. М.: Химическая техника, 2005. 42 с.
СТО 03-002-12. Стандарт организации. Поршневые компрессоры нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических предприятий. Эксплуатация, технический надзор, ревизия, отбраковка и ремонт / Контроль состояния компрессоров в процессе эксплуатации // В.Н. Костюков, А.П. Науменко. Волгоград, 2013. – С. 178-189.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков Ал.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.
ГОСТ Р 53563-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Порядок организации. М.: Стандартинформ, 2010. 8 с.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Стандартизация в области диагностики и мониторинга поршневых компрессоров // Территория NDT. - 2014. - №4. - С. 28-33.
Совершенствование методик определения технического состояния узлов механической части электропоездов в процессе эксплуатации является актуальной задачей.
В работе представлены результаты исследований по установлению диапазона изменения параметров вибрации узлов механической части электропоезда. Результаты используются для формирования требований к величине динамического диапазона измерительных каналов при разработке бортовой системы вибродиагностики и мониторинга технического состояния механического оборудования электропоездов.
Литература:
Костюков, В.Н. Безопасная ресурсосберегающая эксплуатация МВПС на основе мониторинга в реальном времени / В.Н. Костюков, С.В. Сизов, В.П. Аристов, Ан.В. Костюков // Наука и транспорт. – 2008. – C. 8-13.
Костюков, В.Н. Непрерывный мониторинг состояния моторвагонного подвижного состава / В.Н. Костюков, С.В. Сизов, В.П. Аристов, Ал.В. Костюков, Д.В. Казарин // Железнодорожный транспорт. – 2008. – №6. – С. 41-42.
Костюков, В.Н. Мониторинг безопасности производства / В.Н. Костюков. – М.: Машиностроение. – 2002. – 224 с.
Цурпаль А.Е., Басакин В.В., Илюшин М.С. Анализ виброактивности механической части электропоезда // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск: ОмГТУ, 2014. - Вып. 4. - С. 164-167.
Удовлетворительная работа турбоагрегата обеспечивается отсутствием недопустимых величин дефектов, хорошим центрированием деталей в горячем состоянии, неизменным положением опор турбоагрегата, т.е. отсутствием значительных деформаций фундамента турбоагрегата и значительного взаимного смещения опор при переходе от неостывшего или холодного турбоагрегата к горячему состоянию.
В статье рассмотрены вопросы определения в процессе эксплуатации некоторых видов дефектов сборки валопроводов крупных энергетических турбоагрегатов, допущенных в процессе проведения ремонтных работ. Путем численного моделирования дефектов показаны особенности движения роторов и возникновения переменных напряжений в шейках роторов, сварных швах и болтах полумуфт. Приведены примеры и показаны основные причины разрушения болтов полумуфт в эксплуатации. Показаны особенности автоматического диагностирования и количественного измерения параметров дефектов в системах мониторинга турбоагрегатов.
Литература:
Куменко, А.И. Диагностика напряженного состояния при колебаниях валопровода с использованием датчиков перемещений вала / А.И. Куменко, О.А. Злобин // Электрические станции. – 2012. – № 12. – С. 48-51: 4 рис. – (Оборудование станций и подстанций). – Библиогр.: с. 51 (6 назв.).
Куменко, А.И. Использование датчиков вала для диагностики, наладки и корректировки расцентровок роторов по полумуфтам на турбоагрегатах Рефтинской ГРЭС / А.И. Куменко, О.А. Злобин, А.В. Тимин [и др.] // Надежность и безопасность энергетики. – 2013. – № 1.
Куменко А.И. Диагностика сборки валопроводов крупных энергетических турбин с использованием датчиков вала // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск: ОмГТУ, 2014. - Вып. 4. - С. 161-164.
Повышение интенсивности перевозок на пригородных железнодорожных линиях и требование обеспечения безопасности движения в условиях необходимости сокращения эксплуатационных затрат на содержание парка выдвигают адекватные требования к уровню надежности и качеству обслуживания оборудования пригородного подвижного состава.
Как показывает статистика, электропневматическая система и входящее в нее оборудование является наиболее подверженной влиянию «человеческого фактора» при обслуживании и ремонте и наиболее повреждаемой в процессе эксплуатации. На ее долю приходится приблизительно 80% всех повреждений и не менее 75% всех затрат на обслуживание и ремонт.
В статье представлены результаты исследований по разработке методики диагностирования электропневматической системы электропоездов, позволяющей повысить достоверность при увеличении глубины и полноты диагностики.
Литература:
Пат. №71103 Российская Федерация, МПК В60Т 17/22, G01L 5/28. Стенд для испытаний тормозного оборудования локомотива / Муртазин А.В., Сосновских А.В.; – 2007138255; заявлено 15.10.07; опубл. 27.02.08.
Инструкция по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог, ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277: утв. Первым министром путей сообщения от 16 мая 1994 г. / МПС РФ. – М., 2002. – 116 c. – (Инструкции).
Пат. №2457966 С1 Российская Федерация, МПК В60Т 17/22, G01М 17/08. Способ диагностики технического состояния автотормозной системы электросекции моторвагонного состава / А.В. Щелканов, В.Н. Костюков, Ал.В. Костюков; заявл. 10.05.2011; опубл. 10.08.2012, Бюл. №22.
Kazarin, D. Stationary complex diagnostic system for electric trains. 6 International Conference on Condition Monitoring and Machinery Failure Prevention Technologies / A. Kostyukov, A. Lagaev, D. Kazarin. – Ireland, Dublin, 2009. – P. 1105-1109.
Костюков Ал.В., Казарин Д.В., Щелканов А.В. Методика диагностирования электропневматической системы электропоездов // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск: ОмГТУ, 2014. - Вып. 4. - С. 158-161.
Решение проблемы безопасной и надежной эксплуатации машинных агрегатов опасных производств нефтехимических комплексов (НХК) напрямую связано с мониторингом рисков в их эксплуатации.
Для мониторинга рисков опасных производственных объектов необходимо оценивать характеристики надежности оборудования в реальных условиях его эксплуатации, знать время средней наработки машинных агрегатов до зарождения дефекта и до перехода в опасное техническое состояние.
Анализ надежности технологических установок НХК показывает, что на динамическое оборудование приходится более 70% отказов. Решением проблем безопасной и надежной эксплуатации машинных агрегатов непрерывных опасных производств нефтехимических комплексов является определение средней наработки агрегатов с учетом их работы в различных технических состояниях.
Литература:
Махутов, Н.А. Нормирование параметров прочности и риска в обеспечении техногенной безопасности // Н.А. Махутов, М.М. Гаденин. Химическая техника. – 2011. – № 1. – С.12-18.
Костюков, В.Н. Мониторинг состояния и рисков эксплуатации оборудования в реальном времени – основа промышленной безопасности // В.Н. Костюков, Н.А. Махутов, А.В. Костюков // Федеральный справочник: Т. 26. – М.: НП «Центр стратегического партнерства», 2012. – 496 с.
Костюков, В.Н. Мониторинг безопасности производства / В.Н. Костюков. – М.: Машиностроение, 2002. – 224 с.
ГОСТ Р 53563-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Порядок организации / НПЦ Динамика, Ростехэкспертиза, НПС Риском, АНО НИЦ КД. – Введ. 01.01.2011. М.: «Стандартинформ», 2010. – 5 с.
ГОСТ Р 53564-2009. Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Требования к системам мониторинга / НПЦ Динамика, Ростехэкспертиза, НПС Риском, АНО НИЦ КД. – Введ. 01.01.2011. М.: «Стандартинформ», 2010. – 20 с.
Костюков, В.Н. Стандарты в области мониторинга технического состояния оборудования опасных производств / В.Н. Костюков, А.П. Науменко, А.В. Костюков, С.Н. Бойченко // Безопасность труда в промышленности. – 2012 . – №7 . – С. 30-36.
Сборник задач по теории вероятностей, математической статистике и теории случайных функций: учеб. для втузов / под ред. А.А. Свешникова. – М.: Наука, 1970. – 656 с.
Шор, Я.Б. Таблицы для анализа и контроля надежности [Текст] / Я.Б. Шор, Ф.И. Кузьмин. – М.: Сов. радио, 1968. – 284 с. : ил.
Костюков В.Н., Костюков А.В., Синицын А.А., Тарасов Е.В. Оценка надежности безопасной эксплуатации агрегатов нефтехимического комплекса // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск: ОмГТУ, 2014. - Вып. 4. - С. 154-157.
В общем случае на основе совокупности диагностических признаков, каждый из которых с определенной вероятностью характеризует состояние диагностируемого объекта, необходимо построить решающее правило, с помощью которого предъявленная совокупность признаков была бы отнесена к одному из возможных состояний (диагнозов). В частном случае необходимо провести выбор одного из двух диагнозов (дифференциальная диагностика или дихотомия), например, «исправное состояние» и «неисправное состояние».
Методы статистических решений, такие как методы минимального риска, минимального числа ошибочных решений, минимакса, Неймана-Пирсона, наибольшего правдоподобия – позволяют выбрать решающее правило исходя из условий оптимальности, например, из условия минимального риска, минимизация одной из ошибок постановки диагноза при заданном уровне другой.
В статье рассмотрен выбор метода определения величин нормативных значений диагностических признаков на основе теории принятия статистических решений. Приведен пример расчета вероятностей пропуска дефекта и ложной тревоги, риска пропуска отказа при выборе величины нормативного признака различными методами принятия решений.
Литература:
Науменко, А.П. Научно-методические основы вибродиагностического мониторинга поршневых машин в реальном времени: дис. на соиск. ученой степ. д-ра техн. наук: 05.11.13 / А.П. Науменко. – Омск, 2012. – 423 с.
Костюков, В.Н. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин: учеб. пособ. / В.Н. Костюков, А.П. Науменко. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. – 360 с.
Пат. 2337341. Российская Федерация, МПК G01M15/14, G01M7/02. Способ вибродиагностики технического состояния поршневых машин по спектральным инвариантам / Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Науменко А.П. – №2007113529; заявл. 11.04.07; опубл. 27.10.08, Бюл. №30.
Костюков, В.Н. Вибродиагностика поршневых компрессоров / В.Н. Костюков, А.П. Науменко // Компрессорная техника и пневматика. – 2002. – №3. – С. 30-31.
Биргер, И.А. Техническая диагностика / И.А. Биргер. – М.: Машиностроение, 1978. – 240 с.
Костюков, В.Н. Стандарты в области мониторинга технического состояния оборудования опасных производств / В.Н. Костюков, А.П. Науменко, Ан.В. Костюков, С.Н. Бойченко, Ал.В. Костюков // Безопасность труда в промышленности. – 2012. – №7. – С.30-36.
Костюков, В.Н. Нормативно-методическое обеспечение диагностики и мониторинга поршневых компрессоров / В.Н. Костюков, А.П. Науменко // Безопасность труда в промышленности. – 2013. – №5. – С.66-70.
Костюков, В.Н. Проблемы и решения безопасной эксплуатации поршневых компрессоров / В.Н. Костюков, А.П. Науменко // Компрессорная техника и пневматика. – 2008. – №3. – С.21-28.
Костюков, В.Н. Система контроля технического состояния машин возвратно-поступательного действия / В.Н. Костюков, А.П. Науменко // Контроль. Диагностика. – 2007. – №3 (105). – С. 50-59.
Костюков, В.Н. Анализ современных методов и средств мониторинга и диагностики поршневых компрессоров Ч.1. / В.Н. Костюков, А.П. Науменко // В мире неразрушающего контроля. – 2010. – №1. – С. 64-70.
Костюков, В.Н. Анализ современных методов и средств мониторинга и диагностики поршневых компрессоров. Ч.2. / В.Н. Костюков, А.П. Науменко // В мире неразрушающего контроля. – 2010. – №2. – С. 28-36.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Оценка риска выбора нормативных величин диагностических признаков // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск: ОмГТУ, 2014. - Вып. 4. - С. 150-154.
В статье представлены результаты разработки экспериментальной установки, применяемой в рамках комплексной программы исследования виброакустических процессов для получения данных о вибрации узлов механической части подвижного состава, работающего в реальных условиях эксплуатации.
Литература:
Костюков, В.Н. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®) (монография) /В.Н. Костюков, С.Н. Бойченко, Ал.В. Костюков. - М.: Машиностроение, 1999. - 163 с.
Анализ аварий и машинного оборудования, в котором имеет место вращательное движение, показал, что значительная доля остановов происходит по причине разрушения подшипников качения (40-50%). Решением проблемы предотвращения внезапных отказов подшипников является внедрение вибродиагностического мониторинга состояния подшипников во время их эксплуатации и переход от планово-предупредительного ремонта к системе технического обслуживания и ремонта по фактическому техническому состоянию.
Практически все известные методы диагностики технического состояния подшипников качения основаны на анализе виброакустического сигналов во временной или частотной области. Но поскольку работа подшипника в составе агрегата в некоторых случаях сопровождается большим уровнем шума, то возникает вероятность появления ошибки второго рода.
Поэтому повышение достоверности результатов диагностирования за счет разработки новых методик является актуальной задачей. В связи с этим большой интерес представляет исследование изменения параметров характеристической функции виброакустических сигналов подшипников при изменении их технического состояния.
Литература:
Костюков, В.Н. Повышение операционной эффективности предприятий на основе мониторинга в реальном времени (монография) / В.Н. Костюков, Ан.В. Костюков. - М.: Машиностроение, 2009. – 192 с.
Костюков, В.Н. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин: учеб. пособ. / В.Н. Костюков, А.П. Науменко. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. – 360 с.
Вешкурцев, Ю.М. Прикладной анализ характеристической функции случайных процессов: монография / Ю.М. Вешкурцев. – М.: Радио и связь, 2003. – 201.
Костюков, В.Н. Мониторинг безопасности производства / В.Н. Костюков. – М.: Машиностроение. 2002. – 224 с.
Пат. 2314508 Российская Федерация, МПК G01M15/00, G01M7/02. Способ вибродиагностики машин / Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Науменко А.П. – №2006135874; заявл. 10.10.06; опубл. 10.01.08, Бюл. №1.
Костюков, В.Н. Нормативно-методическое обеспечение мониторинга технического состояния поршневых компрессоров (статья) / В.Н. Костюков, А.П. Науменко // Контроль и диагностика. – 2005. – №11. - С. 20-23.
Костюков, В.Н. Решения проблем безопасной эксплуатации поршневых машин / В.Н. Костюков, А.П. Науменко // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2009. – №3. – С. 27-36.
Пат. 2 514 119 Российская Федерация. Способ вибродиагностики механизмов по характеристической функции вибрации / Костюков В.Н., Науменко А.П., Бойченко С.Н., Кудрявцева И.С. – 2012100600/28; заявл. 10.01.2012; опубл. 27.04.2014, Бюл. № 12.
Костюков В.Н., Науменко А.П., Кудрявцева И.С. Диагностика подшипников качения по параметрам характеристической функции // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск: ОмГТУ, 2014. - Вып. 4. - С. 142-145.
Решение задачи увеличения объемов перевозок на пригородных железнодорожных линиях и повышения их качества в условиях необходимости обеспечения безопасности движения и одновременном сокращении эксплуатационных затрат требует применения автоматических систем диагностирования оборудования подвижного состава в комплексе.
Представленная в статье технология оценки технического состояния электропоездов на базе систем КОМПАКС®-ЭКСПРЕСС-ТР3, не отменяя действующих в ОАО «РЖД» распоряжений и инструкций, устанавливающих планово-предупредительную систему ремонта, позволяет в условиях депо существенно ускорить и упростить наладку электропоездов при выпуске из ремонтов больших объемов путем своевременной, оперативной и качественной диагностики состояния основных подсистем секции электропоезда в комплексе.
Данное решение также позволяет сократить непроизводительный простой секций в ожидании формирования поезда, начала его наладки и обкатки, практически полностью исключить браки и отказы в эксплуатации по вине ремонтного персонала, т.е. снизить повреждаемость оборудования не менее чем на 50-60 %, обеспечив высокий уровень безопасности и бесперебойности функционирования железнодорожного пригородного сообщения.
Литература:
Костюков, В.Н. Непрерывный мониторинг состояния моторвагонного подвижного состава /В.Н. Костюков, С.В. Сизов, В.П. Аристов, Ал.В. Костюков, Д.В. Казарин //Железнодорожный транспорт. - 2008. - №6. - С. 41-42.
Костюков, В.Н. Комплексное диагностирование электропоездов в условиях депо /В.Н. Костюков, Ал.В. Костюков //Евразия Вести. - 2012. - Сентябрь. - С.30.
Костюков, В.Н. Диагностика оборудования электрических цепей электропоездов при отладке и приемосдаточных испытаниях /В.Н. Костюков, Ал.В. Костюков, Д.В. Казарин //Контроль. Диагностика. - 2010. - №1. - С.26-35.
Kazarin, D. Stationary complex diagnostic system for electric trains. 6 International Conference on Condition Monitoring and Machinery Failure Prevention Technologies / A. Kostyukov, A. Lagaev, D. Kazarin. - Ireland, Dublin, 2009. - P. 1105-1109.
Костюков, В.Н. Автоматизированная система управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией и ремонтом оборудования подвижного состава пригородного пассажирского комплекса (АСУ БЭР™ МВПС) /В.Н. Костюков, Ал.В. Костюков, А.В. Щелканов, Д.В. Казарин //Техника железных дорог. - 2013. - №1. - С.62-66.
Костюков Ал.В., Казарин Д.В., Серов А.А. Технология комплексной оценки технического состояния электропоездов в депо // Динамика систем, механизмов и машин. - Омск: ОмГТУ, 2014. - Вып. 4. - С. 139-142.
Системы мониторинга технического состояния оборудования содержат десятки, или даже сотни, датчиков вибрации и температуры. Разработка многофункциональных датчиков, позволяющих измерять ряд параметров, является актуальной задачей приборостроения.
В настоящее время довольно широкое распространение, в силу повышенной надежности и температурной стойкости, получили датчики на основе пьезокерамики. Пьезоэлектрические датчики используются для измерения силы, давления, ускорения, влажности, температуры и расхода. При этом, например, в датчиках силы, используется прямой пьезоэффект, заключающийся в изменении величины заряда на противоположных плоскостях кристалла под действием сил сжатия или растяжения.
Измерение температуры с помощью пьезокристалла, как правило, основано на использовании анизотропии – выбирая соответствующую ориентацию среза пьезоэлемента относительно кристаллографических осей, можно изменять его термочастотную характеристику (ТЧХ), которая в общем случае является нелинейной функцией температуры.
Данная работа посвящена разработке способа определения температуры при помощи пьезокерамического вибропреобразователя. В работе представлены результаты разработки и испытаний совмещенного пьезодатчика вибрации/температуры. Погрешность измерения температуры во всем диапазоне измерения вибрации не превышает ±1ºС в диапазоне температур от –40 до +100 ºС.
Литература:
А.С. СССР № 1740994, G01M15/00. Устройство диагностики машин / В.Н. Костюков, С.А. Морозов (СССР); Заявл. 01.09.83; Опубл. 15.06.92; Бюл. № 22, 4 с.
Русский
English 
Публикации
