Внедрение систем вибродиагностического мониторинга поршневых компрессоров, функционирующих на опасных производственных объектах нефтегазохимического комплекса, поставило проблему по обеспечению нормирования измеряемых параметров.
Анализ существующих нормативно-методических документов показал, что они не удовлетворяют требованиям мониторинга состояния поршневых компрессоров и безопасной их эксплуатации, как по номенклатуре измеряемых параметров, так и по номенклатуре контролируемых узлов.
В 2011 г. Научно-промышленным союзом «РИСКОМ» принят отраслевой стандарт СТО 03-007-11, который практически полностью вошел в стандарт СТО 03-002-12 по ремонту поршневых компрессоров.
На основе этих стандартов был разработан и в 2014 г. утвержден ГОСТ Р 56233-2014 «Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Вибрация стационарных поршневых компрессоров».
Содержание этих стандартов основывается на результатах многолетних теоретических и экспериментальных исследований и более чем 20-летнем опыте эксплуатации систем диагностики и мониторинга в реальном времени на поршневых компрессорах с электроприводом с единичными мощностями от 0,02 до 2 МВт, используемых на НХК и производствах в России, странах ближнего и дальнего зарубежья.
Литература
В.Н. Костюков, А.П. Науменко, Система контроля технического состояния машин возвратно-поступательного действия // Контроль. Диагностика. – 2007. – № 3. – С. 50-58.
А.П. Науменко, Научно-методические основы вибродиагностического мониторинга поршневых машин в реальном времени: дис. … д-ра техн. наук. Омск: ОмГТУ, 2012. – 40 с.
СТО 03-007-11. Мониторинг оборудования опасных производств. Стационарные поршневые компрессорные установки опасных производств: эксплуатационные нормы вибрации. – М.: Химическая техника, 2011. – 18 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.
ГОСТ Р 56233-2014. Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Вибрация стационарных поршневых компрессоров.
В.Н. Костюков, А.П. Науменко, Нормативно-методическое обеспечение мониторинга технического состояния поршневых компрессоров // Контроль. Диагностика. – 2005. – № 11. – С. 20.
Стандарты в области мониторинга технического состояния оборудования опасных производств / В.Н. Костюков, А.П. Науменко [и др.] // Безопасность труда в промышленности. – 2012. – № 7. – С. 30-36.
ГОСТ Р 53564–2009. Контроль состояния и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Требования к системам мониторинга. М.: Стандартинформ, 2010. 20 с.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Стандартизация в области вибродиагностического мониторинга поршневых компрессоров // Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства: матер. 5-й междунар. науч.-техн. конф. – Омск: Изд-во ИНТЕХ, 2015. – С. 82-83.
Опыт эксплуатации и результаты применения стационарной системы мониторинга технического состояния и автоматической вибродиагностики КОМПАКС® показали необходимость и актуальность применения данной системы для предупреждения внезапных отказов и аварий динамического оборудования установки ЭЛОУ-АВТ, и перевода их из категории внезапных в категорию наблюдаемых.
Система своевременно предупреждает персонал об изменении технического состояния оборудования с выдачей рекомендаций по неотложным действиям, которые необходимо выполнить для приведения оборудования к техническому состоянию «Допустимо».
Литература
ГОСТ Р 53563-2009. Контроль состоянии и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Порядок организации. - М.: Стандартинформ, 2010 - 8 с.
ГОСТ Р 53564-2009. Контроль состоянии и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Требования к системе мониторинга. - М.: Стандартинформ, 2010 - 20 с.
ГОСТ Р 32106-2013. Контроль состоянии и диагностика машин. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Вибрация центробежных насосов и компрессорных агрегатов. - М.: Стандартинформ, 2014 - 6 с.
Стандарты в области мониторинга технического состояния оборудования опасных производств / В.Н. Костюков, А.П. Науменко [и др.] // Безопасность труда в промышленности. – 2012. – № 7. – С. 30-36.
Стандарт ассоциации «РОСТЕХЭКСПЕРТИЗА» «Центробежные насосные и компрессорные агрегаты опасных производств. Эксплуатационные нормы вибрации» (СА 03-001-05). Серия 03/ Колл. авт. - М.: Издательство «Компрессорная и химическая техника», 2005. - 24с.
Стандарт ассоциации «РОСТЕХЭКСПЕРТИЗА» «Системы мониторинга агрегатов опасных производственных объектов. Общие технические требования» (СА 03-002-05). Серия 03/ Колл. авт. - М.: Издательство «Компрессорная и химическая техника», 2005. - 42 с.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Тарасов Е.В. Руководящий документ «Центробежные электроприводные насосные и компрессорные агрегаты, оснащенные системами компьютерного мониторинга для предупреждения аварий и контроля технического состояния типа КОМПАКС®. Эксплуатационные нормы вибрации». Утвержден Госгортехнадзором РФ и Министерством Топлива и Энергетики РФ от 22.09.1994г. Омск: 1994г. - 7с.
Чаткин А.П., Тарасов Е.В., Путинцев С.Л., Костюков В.Н. Эксплуатация динамического оборудования установки первичной переработки нефти под контролем системы автоматического мониторинга технического состояния и диагностики КОМПАКС // Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства: матер. 5-й междунар. науч.-техн. конф. – Омск: Изд-во ИНТЕХ, 2015. – С. 81.
Эффективность распознавания неисправностей оборудования, защищаемого системами мониторинга и диагностики, во многом зависит от качества настройки, полноты и объективности проверок при проведении приемо-сдаточных испытаний при выпуске из производства. При этом задача минимизации влияния «человеческого фактора» на процесс проверки качества проектирования и настройки успешно решается путем применения автоматизированных испытательных стендов.
Стенд обеспечивает автоматизацию выполнения наиболее трудоемких функций, таких как:
проверка экспертной системы, включающая формирование сигналов дефектов, регистрация сообщений экспертной системы;
автоматическое формирование и вывод на печать протокола испытаний, а также хранение результатов испытаний в базе данных.
Литература
Костюков, В.Н. Мониторинг безопасности производства / В.Н. Костюков. – М: Машиностроение, 2002. – 224 с.
Тарасов Е.В., Казарин Д.В., Зайцев А.В., Павленков Д.В., Костюков В.Н. Автоматизированный стенд испытаний систем диагностики и мониторинга оборудования // Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства: матер. 5-й междунар. науч.-техн. конф. – Омск: Изд-во ИНТЕХ, 2015. – С. 80-81.
Настоящее исследование основано на данных, полученных из бортовой системы мониторинга КОМПАКС®-ЭКСПРЕСС-3 и нацелено прежде всего на повышение достоверности диагностирования технического состояния узлов моторвагонного подвижного состава (электропоездов) путем установления закономерностей изменения вибрационных диагностических признаков в процессе деградации технического состояния, на основе оценки статистических свойств их распределений.
В то же время, результаты, полученные в ходе работы, являются инвариантными к объекту диагностирования и могут быть применены к динамическому оборудованию опасных производств в ТЭК.
В ходе проделанной работы установлены критерии, в соответствии с которыми выявлены случаи развития неисправностей узлов по трендам значений вибрационных диагностических признаков.
Литература
Костюков, В.Н. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин: учеб. пособие / В. Н. Костюков, А.П. Науменко. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. – 360 с.;
Костюков, В.Н. Мониторинг безопасности производства / В.Н. Костюков. – М: Машиностроение, 2002. – 224 с.;
Костюков В.Н., Сизов С.В., Аристов В.П., Костюков Ал.В. Безопасная ресурсосберегающая эксплуатация МВПС на основе мониторинга в реальном времени. // Наука и транспорт. – 2008. – C. 8-13.
Закс, Л. Статистическое оценивание / Пер. с нем. В.Н. Варыгина, под ред. Ю.П. Адлера, В.Г. Горского. – М: Статистика, 1976. – 598 с.
Цурпаль А.Е., Казарин Д.В., Дедерер Я.В., Костюков В.Н. Исследование вибрационной активности узлов динамического оборудования по трендам вибропараметров // Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства: матер. 5-й междунар. науч.-техн. конф. – Омск: Изд-во ИНТЕХ, 2015. – С. 78-79.
Целью работы является исследование влияния частоты вращения и технического состояния подшипников качения на уровень составляющих в спектре вибрации, соответствующих частотам проявления дефектов подшипников.
Исследование проводилось в соответствии с основами теории планирования эксперимента при помощи экспериментальной установки, позволяющей задавать частоту вращения и осуществлять запись сигнала вибрации. Исследованию подвергались как исправный подшипник, так и подшипники, обладающие искусственно созданными дефектами и дефектами, образовавшимися в процессе длительной эксплуатации.
Полученные результаты указывают на наличие прямой зависимости между уровнем спектральных составляющих, соответствующих частотам проявления дефектов подшипников, и частотой вращения, при этом чувствительность данной зависимости напрямую связана с техническим состоянием исследуемого подшипника.
Результаты, полученные при проведении исследования, положены в основу при составлении математических моделей вибрации подшипников качения, используемых в автоматических экспертных системах комплексов диагностики подшипников качения.
Литература
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение. 2002. С 224.
Костюков В.Н. Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин: Учебное пособие / В.Н. Костюков, А.П. Науменко. Омск: Изд-во ОмГТУ. 2011. С. 360.
Методика экспериментальных исследований вибрации подшипников / А.В. Зайцев, В.В. Басакин, И.С. Кудрявцева, А.О. Тетерин // Динамика систем механизмов и машин. Омск: ОмГТУ, 2014. №4. С. 112-115.
Басакин В.В., Казарин Д.В., Кудрявцева И.С., Костюков В.Н. Исследование влияния частоты вращения и технического состояния на уровень спектральных составляющих вибрации подшипников качения // Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства: матер. 5-й междунар. науч.-техн. конф. – Омск: Изд-во ИНТЕХ, 2015. – С. 79-80.
В условиях роста интенсивности эксплуатации электропоездов, снижения качества ремонта и технического обслуживания наиболее актуальной является задача обеспечения безопасности движения подвижного состава.
Наиболее ответственным оборудованием, техническое состояние которого обеспечивает безопасность перевозок, является механическая часть подвижного состава, в частности – колёсно-моторные блоки (КМБ).
Техническое состояние подшипниковых узлов, входящих в состав КМБ (подшипники тягового электродвигателя и редуктора, буксовые подшипники) напрямую влияет на его ресурс.
Целью данной работы является исследование ошибки диагностирования технического состояния КМБ на различных частотах вращения.
Литература
Технический анализ порч, неисправностей и непланового ремонта электропоездов за 2008 г. / ОАО «РЖД». Управление пригородных пассажирских перевозок. М., 2009, 40 с.
Зайцев А.В., Тетерин А.О., Костюков В.Н. Повышение достоверности диагностирования технического состояния колесно-моторного блока // Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства: матер. 5-й междунар. науч.-техн. конф. – Омск: Изд-во ИНТЕХ, 2015. – С. 78.
В статье рассмотрены новые подходы к диагностированию дисбаланса, как отдельных роторов, так и роторов в валопроводе. Методы основаны на комплексном применении датчиков абсолютных перемещений опор и относительных или абсолютных перемещений вала. Задачи с использованием упомянутых датчиков могут быть решены разные, но главнейшая из них – диагностика дисбаланса и его распределения. В данной работе рассмотрена только эта задача. Наряду с минимизацией абсолютных поперечных вибраций цапф и опор, предлагается минимизировать также углы поворота цапф, что позволяет существенно снизить остаточную вибрацию роторов. Методика может быть реализована на базе систем КОМПАКС® и предназначена для применения в современных системах технической диагностики для мониторинга дисбаланса и автоматического его определения.
Литература
Брановский М.А., Лисицин И.С., Сивков А.П. Исследование и устранение вибраций турбоагрегатов. М, 1969 г.
Рунов Б.Т. Исследование и устранение вибрации паровых турбоагрегатов. М: Энергоиздат, 1982 г.
Гольдин А.С. Вибрация роторных машин. М.: Машиностроение, 2000 г.
Методические указания по балансировке многоопорных валопроводов турбоагрегатов на электростанциях РД-153-34.1-30.604-00, М: ВТИ, 2002 г.
Куменко А.И., Русинов Д.В. Совершенствование методов балансировки роторов с использованием датчиков вала // Современное турбостроение: матер. Междунар. науч.-практ. конф. С-П: ВТУЗ-ЛМЗ, 2004 г.
Самаров Н.Г. Резонансные режимы и местоположение дисбаланса ротора // Колебания и уравновешивание роторов / Под ред. А.А. Гусарова. – М.: Наука, 1973. – С.48-53.
Куменко А.И. Интегральный метод решения задач балансировки роторов и валопроводов энергетических турбоагрегатов // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2006 г. №6.
Куменко А.И. Балансировка гибких роторов и валопроводов на основе систем КОМПАКС с применением датчиков вала // Neftegaz.ru. – 2015. – №3. – С. 58-61.
В статье приводятся результаты применения стационарной системы мониторинга технического состояния и автоматической диагностики КОМПАКС® для устранения внезапных отказов и аварий оборудования тепловых электрических станций. Представлено описание функций системы, ее возможности и преимущества применения. Подробно описаны примеры работы вспомогательного оборудования, в основном вращающихся агрегатов, под управлением системы.
Литература
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение, 2002.
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.
ГОСТ Р 53564-2009. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Требования к системам мониторинга. М.: «Стандартинформ», 2010.
ГОСТ Р 53565-2009. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Вибрация центробежных насосных и компрессорных агрегатов. М.: «Стандартинформ», 2010.
Костюков А.В., Костюков В.Н. Повышение операционной эффективности предприятий на основе мониторинга в реальном времени. М.: Машиностроение, 2009.
Костюков В.Н., Тарасов Е.В., Путинцев С.Л. Мониторинг безопасной эксплуатации оборудования тепловых электрических станций // Новое в российской электроэнергетике. 2015. – №2. – С. 6-13.
ООО «Энел Россия» сотрудничает с НПЦ «Динамика» с 2009 года. На предприятиях энергетики сложилась ситуация, что системами контроля и блокировки в эксплуатации оснащаются только основные энергетические механизмы – турбины. В тоже время для обеспечения работы одной турбины используется несколько десятков вспомогательного динамического оборудования (мельницы, дутьевые вентиляторы, дымососы, питательные, конденсатные, циркуляционные, сетевые насосы, градирни). При этом многие вспомогательные агрегаты эксплуатируются без резерва, и внезапный их отказ приводит к снижению объема и качества вырабатываемой электрической энергии вплоть до полной остановки турбины.
В связи с этим ООО «Энел Россия» приступило к поэтапному оснащению вспомогательного оборудования тепловых электростанций системами КОМПАКС®.
Оснащение вспомогательного динамического оборудования Рефтинской ГРЭС стационарной системой мониторинга технического состояния и автоматической диагностики КОМПАКС® позволило устранить аварии и так называемые «внезапные отказы», перевести их в категорию «постепенных», «наблюдаемых» и «управляемых» посредством своевременного предупреждения персонала. Благодаря этому обеспечивается вывод агрегата в ремонт при полном использовании его ресурса и сохранении ремонтопригодности. Автоматическая диагностика, проводимая системой КОМПАКС®, обеспечивает приемку агрегата из ремонта с объективной оценкой его состояния и гарантированным качеством ремонта с техническим состоянием «Допустимо».
Костюков В.Н., Тарасов Е.В., Путинцев С.Л. НПЦ «Динамика»: На страже безопасности // ТОП Энергопром. - 2014. - Ноябрь-Декабрь. - С. 28.
Все основные факторы, обуславливающие высокие эксплуатационные затраты и потери от аварий, проявляются через ресурс оборудования, а совокупный ущерб напрямую зависит от своевременности обнаружения неисправностей и адекватности действий персонала при разных скоростях потери ресурса вследствие износа элементов оборудования. Чем позже персонал реагирует на ухудшение состояния оборудования, тем больший объем затрат необходим для его восстановления, а в случае критической ситуации объем затрат может превышать стоимость постройки нового технологического комплекса. В свою очередь, скорость реакции персонала обусловлена двумя основными причинами: наблюдаемостью технического состояния оборудования и адекватностью реакции на его ухудшение, которая обусловлена требовательностью менеджмента и его пониманием критичности ситуации.
Отсюда, необходимо обеспечить мониторинг риска пропуска отказа оборудования в реальном времени, т.е. представить руководителям всех рангов финансовую оценку текущего уровня весьма вероятных затрат и потерь, которые могут быть понесены предприятием при существующих условиях эксплуатации оборудования опасных производственных объектов. Наблюдаемость процесса деградации оборудования в реальном времени и высокая исполнительская дисциплина персонала позволяют практически исключить риск аварийных ситуаций.
Данные о техническом состоянии оборудования, о его неисправностях, развивающихся в нем дефектах и наиболее опасных узлах агрегатов представляются системами КОМПАКС® на все уровни управления производством. Системы автоматически, без участия специалистов–диагностов, определяют все основные классы неисправностей динамического оборудования, по каждому из которых выдают целый ряд предписаний, автоматически диагностируя дефекты центробежных и поршневых компрессоров, насосов, аппаратов воздушного охлаждения и целого ряда других машин. Многократный анализ ремонтных работ, проведенных по предписаниям систем, показал, что все остановы агрегатов в состоянии «Недопустимо» были действительно необходимы. В 100% случаев подтверждены не только факты проведения ремонтов, но и дефекты оборудования, которые были выявлены системами КОМПАКС®.
Литература:
Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производств и объектов» от 21.07.1997 г. № 116-ФЗ.
Махутов Н.А., Гаденин М.М. Нормирование параметров прочности и риска в обеспечении техногенной безопасности // Химическая техника. 2011. №1.
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. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение, 2002. – 224 с.
ГОСТ Р 53563-2009. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Порядок организации. М.: Стандартинформ, 2010. Введен в действие с 01.01.2011 г.
Шор Я.Б., Кузьмин Ф.И. Таблицы для анализа и контроля надежности // Шор Я.Б., Кузьмин Ф.И. М.: Советское радио, 1968. – 288 с.
ГОСТ Р 53565-2009. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Вибрация центробежных насосных и компрессорных агрегатов. М.: Стандартинформ, 2010. Введен в действие с 01.01.2011 г.
ГОСТ Р 53564-2009. Мониторинг состояния оборудования опасных производств. Требования к системам мониторинга. М.: Стандартинформ, 2010. Введен в действие с 01.01.2011 г.
Костюков А.В., Костюков В.Н. Повышение операционной эффективности предприятий на основе мониторинга в реальном времени. - М.: Машиностроение, 2009. – 192 с.
Отчет о деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору http://www.gosnadzor.ru/activity/control/folder/index.php?sphrase_id=10357.
Костюков В.Н., Костюков Ал.В., Костюков А.В. Мониторинг состояния оборудования в реальном времени // Контроллинг. - 2014. - №4. - С. 44-49.
Публикации
