Мандра, Андрій Анатолійович
Акустичний контроль напружено-деформованого стану обв'язки агрегатів газокомпресорних станцій : дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.11.13 "Прилади і методи контролю та визначення складу речовин" : Дата захисту 03.11.06 / А. А. Мандра. - Івано-Франківськ, 2006. - 232 с. - 149-156.
Метою роботи полягає в обґрунтуванні та розробленні методу та засобу контролю технічного стану технологічних трубопроводів компресорних станцій в експлуатаційних умовах шляхом підвищення достовірності результатів і ефективності контролю.
Для досягнення поставленої мети в роботі необхідно розв'язати наступні задачі:
- провести теоретичний аналіз методів і засобів неруйнівного контролю технічного стану трубопроводів та проаналізувати деструктивні фактори, що впливають на зміну технічних характеристик газопроводів компресорних станцій в експлуатаційних умовах;
- розробити математичну модель поширення та загасання пластинчатих ультразвукових хвиль у пружному середовищі, яка дозволяє однозначно визначати умови генерування та поширення цих хвиль залежно від фізико-механічних параметрів газопроводів КС;
- розробити програмне забезпечення обчислення математичної моделі поширення пластинчатих хвиль;
- розробити метод контролю НДС складних ділянок газопроводів з врахуванням фактичних навантажень і фізико-механічних характеристик металу труб і отримати залежність, яка пов'язує величину напружень у середовищі поширення ультразвукових пластинчатих хвиль із зміною величини їх групової швидкості;
- розробити технічний пристрій контролю НДС для визначення групової та фазової швидкості поширення пластинчатих хвиль, зменшити температурну залежність чутливого елементу первинного перетворювача, проаналізувати загальну похибку контролю;
- провести за допомогою розробленого методу та пристрою лабораторні та натурні дослідження НДС трубопроводів КС для визначення їх залишкового ресурсу.
ЗМІСТ
ВСТУП
РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ МЕТОДІВ І ЗАСОБІВ КОТРОЛЮ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ТРУБОПРОВОДІВ
1.1 Загальні положення
1.2 Аналіз технічного стану діючих трубопроводів
1.2.1 Критерії оцінки працездатності трубопровідних конструкцій
1.2.2 Оцінка напружено-деформованого стану трубопроводів
1.2.3 Методи розрахунку напружено-деформованого стану
1.4 Аналіз існуючих методів неруйнівного контролю технічного стану трубопроводів
1.5 Аналіз методів та засобів акустичного контролю
1.5.1 Акустичні методи неруйнівного контролю
1.5.2 Методи моделювання первинних перетворювачів
1.5.3 Вплив нелінійності параметрів акустичних хвиль на вимірювання
1.6 Постановка задач досліджень
РОЗДІЛ 2 РОЗРОБКА МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ПОШИРЕННЯ ПЛАСТИНЧАТИХ УЛЬТРАЗВУКОВИХ ХВИЛЬ
2.1 Загальні положення
2.1.1 Основні поняття теорії поширення пластинчатих ультразвукових хвиль
2.1.2 Вибір мод пластинчатих ультразвукових хвиль для проведення неруйнівного котролю
2.2 Поширення ультразвукових пластинчатих хвиль
2.2.1 Плоска хвиля в нескінченному пружному просторі
2.2.2 Плоска хвиля в двохвимірному середовищі
2.2.3 Визначення граничних умов поширення ультразвукових хвиль на межі розділу двох середовищ
2.2.4 Аналіз хвильового поля при критичних кутах поширення хвиль
2.2.5 Поширення ультразвуку в багатошаровій системі
2.3 Розв'язок багатошарової системи методом матриці передаточних коефіцієнтів
2.4 Загасання амплітуди при поширенні ультразвукових хвиль вздовж шару
2.5 Визначення напружено-деформованого стану пружних тіл
2.6 Проведення обчислення розробленої моделі поширення ультразвуку
Висновки до розділу
РОЗДІЛ 3 УДОСКОНАЛЕННЯ ПРИСТРОЮ КОНТРОЛЮ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ТРУБОПРОВОДІВ
3.1 Загальні положення
3.2 Розробка схеми ультразвукового пристрою контролю експлуатаційних параметрів трубопроводів
3.3 Визначення частоти коливань чутливого елемента
3.3.1 Загальні вимоги проектування чутливого елемента
3.3.2 Конструювання схеми проведення високоточного вимірювання частоти чутливого елемента
3.3.3 Обґрунтування методу обробки отриманих результатів вимірювань
3.4 Побудова функціональної схеми термочутливості первинного перетворювача
3.5 Математична модель впливу температури на частотні характеристики чутливого елемента
3.5.1 Визначення експериментальних залежностей впливу температури чутливого елемента на його частотні властивості
3.5.2 Вивід загального рівняння температурного впливу на частотні характеристики первинного перетворювача
3.5.3 Температурне фільтрування
3.5.4 Вплив використання термофільтрування на частотні властивості давача
3.5.5 Температурне регулювання
3.5.6 Термокомпенсація
3.6 Аналіз процесу зміни фізичних характеристик кварцової пластини в часі
3.7 Оцінка похибки розробленого пристрою і результатів контролю експлуатаційних параметрів діючого газопроводу
3.7.1 Аналіз інструментальних похибок розробленого пристрою
3.7.2 Аналіз методичних похибок розробленої методики
Висновки до розділу
РОЗДІЛ 4 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ АКУСТИЧНОГО МЕТОДУ КОНТРОЛЮ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ТРУБОПРОВОДІВ
4.1 Визначення напрямку поширення ультразвукових хвиль
4.2 Підготовка до проведення вимірювання швидкості пластинчатих ультразвукових хвиль
4.2.1 Апроксимація результатів розрахунку моделі поширення ультразвукових пластинчатих хвиль
4.2.2 Обчислення кутової фазової швидкості пластинчатих хвиль для труби діаметром 720 мм
4.3 Вибір зразків для контролю напружено-деформованого стану металу
4.4 Визначення характеристик чутливого елемента для проведення тензометричних вимірювань
4.5 Порядок проведення вимірювання величини напружено-деформованого стану матеріалу зразків у лабораторних умовах
4.6 Порівняльний аналіз результатів досліджень напружено - деформованого стану трубної стал і
Висновки до розділу
РОЗДІЛ 5 ПРОВЕДЕННЯ НАТУРНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ПАРАМЕТРІВ ДІЮЧИХ ГАЗОПРОВОДІВ
5.1 Підготовка трубопроводу для контролю
5.2 Технологія контролю
5.3 Результати контролю величини напружень газопроводів газокомпресорних станцій
Висновки до розділу
ОСНОВНІ ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
ДОДАТКИ
