Регистрация / Вход
Прислать материал

14.581.21.0004

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.581.21.0004
Тематическое направление
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики"
Название доклада
Прикладные научные исследования по созданию нового бесконтактного магнитного метода неразрушающего контроля трубопроводов с переменным намагничиванием металла и экспериментальная разработка на базе данного метода опытного образца контрольно-измерительного внутритрубного робототехнического комплекса, обеспечивающего решение проблемы своевременной диагностики коррозионных повреждений подземных трубопроводов тепловых сетей малых диаметров (Ду200 Ду400) без их вскрытия в сфере энергетики и ЖКХ.
Докладчик
Колесников Юрий Леонидович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цели:
1. Получение значимых результатов по созданию нового бесконтактного магнитного метода неразрушающего контроля трубопроводов с переменным намагничиванием металла.
2. Экспериментальная разработка опытного образца контрольно-измерительного внутритрубного робототехнического комплекса.
3.Предотвращение аварий на трубопроводах, подводящих теплоноситель непосредственно к потребителям
4. Повышение энергосбережения за счет выявления дефектов металла трубы до физического разрыва целостности трубопровода.
Соответственно к задачам отнесено следующее:
1. Теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение работоспособности разработанного метода.
2. Разработка КД, ПО, компьютерное моделирование для подтверждения работоспособности разработанного метода.
3. Создание робототехнического комплекса, позволяющего проводить измерительный контроль в трубопроводах малого диаметра (от Ду 200 до Ду 400 мм) в условиях повышенной температуры, наличия «водяных карманов» и сложной конфигурации (отводы, тройники).
Актуальность и новизна исследования
Существующее внутритрубное диагностирование трубопроводов теплосетей применяется только для трубопроводов больших диаметров Ду500÷Ду1200 и значительно затрудняется из-за наличия коррозионных и шламовых отложений на внутренней поверхности трубопроводов. Данные отложения делают неэффективными применяемые методы контроля и требуют значительных объемов подготовительных работ по удалению отложений. Износ тепловых сетей оценивается как критический, и находится на уровне от 60 процентов до 80 процентов. Количество аварий за последние десять лет выросло в пять раз и составляет в среднем 200 аварий на 100 км трубопроводов теплосетей.
Эффективность эксплуатации трубопроводов системы теплоснабжения может быть существенно повышена за счет продления ресурса безаварийной работы на основе достоверной диагностической информации о текущем техническом состоянии участков трубопровода.
Новизна исследовательской работы:
Отсутствие существующих решений для контроля металла подземных трубопроводов малого диаметра (Ду200÷Ду400) и неэффективностью применяемых методов и технологий диагностики трубопроводов теплосетей, имеющих низкую производительность и достоверность.
Новизна разработанного метода заключается в возможности проводить неразрушающий контроль состояния трубопровода без подготовки поверхности, с вероятностью обнаружения дефектов 0.9, через слой коррозийных и шламовых отложений, обеспечивая зазор до 15 мм между стенкой трубы и измерительным датчиком системы
Описание исследования

Проведенные исследования обосновали применение в качестве бесконтактного неразрушающего контроля трубопровода именно метод с переменным намагничиванием металла.

Разработаны конструктивные решения механических узлов робота  для доставки измерительного модуля в трубопроводах диаметрами от 200мм до 300мм и от 301мм до 400мм, были рассмотрены последние решения организаций решающих или решавших схожие задачи, проанализированы недостатки и достоинства этих решений, рассмотрены через "призму" особенностей условий эксплуатации и разработаны новые конструктивные решения, с учетом имеющегося как позитивного, так и негативного опыта конструирования.

Определен объем и разработана комплектность технического документации необходимой для реализации проекта в целом и для последующего внедрения и коммерциализации результатов Индустриальным партнером.

Разработана эскизная конструкторская документация в соответствии с планом графиком по исполнению обязательств и комплектностью технической документации.

Проведено компьютерное моделирование  метода контроля с переменным намагничиванием, и определены зависимости характеристик (дефектов труб, материала трубных сталей, частот токов и т.д.) влияющие на распределение магнитного поля внутри трубы.

Изготовлен макет робота для трубопроводов малых диаметров с модулем реализующим метод переменного намагничивания.

Текущие результаты проекта подтверждают правильность выбранного направления  прикладного научного исследования нового бесконтактного магнитного метода неразрушающего контроля трубопроводов с переменным намагничиванием металла для обеспечения решения проблем своевременной диагностики коррозионных повреждений трубопроводов.

Результаты исследования

Создаваемый в рамках ПНИЭР метод контроля металла труб переменным намагничиванием не имеет аналогов в мире, опережение в разработке нового метода и технологии контроля металла трубы методом переменного намагничивания позволит сформировать и занять в Мире новую нишу в области высокоскоростного неразрушающего контроля трубопроводов теплосетей. Основное преимущество данного метода контроля металла труб, это отсутствие необходимости в предварительной подготовке поверхности, тогда как существующие методы внутритрубного диагностирования (визуальный, ультразвуковой) в условиях отложений становятся неэффективными и требуют значительных затрат по удалению отложений

Метод контроля металла труб переменным намагничиванием является высокопроизводительным и обеспечит получение информации по всей площади трубопровода, имея высокую чувствительность к локальным утонениям.

Данный метод обеспечит получение информации достаточной для выполнения расчетов прочности с целью продления срока эксплуатации трубопроводов.

Создание отечественного унифицированного контрольно- измерительного, дистанционно- управляемого,малогабаритного робототехнического комплекса для труб малого диаметра, способного доставлять диагностическое оборудование в трубах малого диаметра, снимает необходимость в закупке импортных диагностических систем и исключает зависимость в высокотехнологичной поддержке и обслуживании зарубежными компаниями.

Практическая значимость исследования
Неразрушающий контроль трубопроводов малых диаметров (200 мм - 400 мм ) применяемый в ЖКХ.
Преимущества для эксплуатирующих организаций:
- снижение аварийности тепломагистралей, благодаря своевременному восстановлению участков.
- рост эффективности использования денежных средств, за счет точной локализации зон требующих ремонта.
- снижение социальной напряженности и улучшение качества жизни населения благодаря отсутствию необходимости вскрытия тепломагистралей на всей протяженности.