Введение
Глава 1 Состояние проблемы обеспечения промышленной безопасности опасных производственных объектов промышленных предприятий РФ. Постановка задач исследования 31
1.1 Стратегии технического обслуживания и ремонта оборудования опасных производственных объектов 31
1.2 Оценка технического состояния оборудования опасных производственных объектов. Актуальные проблемы 43
1.3 Состояние проблемы обеспечения промышленной безопасности динамически нагруженного оборудования опасных производственных объектов 51
1.3.1 Оборудование, нагруженное динамическими нагрузками техногенного характера 51
1.3.2 Оборудование, нагруженное динамическими нагрузками естественной природы 61
1.4 Методы обеспечения динамической устойчивости оборудования опасных производственных объектов 66
1.5 Выводы. Постановка цели и задач исследования 74
Глава 2 Технология оценки и управления техническим состоянием динамически нагруженного оборудования опасных производственных объектов 79
2.1 Основные положения технологии ОУТС. Область применения. 79
2.2 Виды работ на различных этапах реализации технологии ОУТС 86
2.2.1 Предварительное (первичное) исследование технического состояния динамически нагруженного оборудования 86
2.2.2 Постоянный мониторинг динамически нагруженного оборудования I группы критичности 87
2.2.3 Периодический мониторинг динамически нагруженного оборудования II группы критичности 90
2.3 Методология построения и оценки корректности математической модели объекта 94
2.3.1 Построение моделей оборудования с использованием МКЭ 94
2.3.2 Оценка корректности математической модели 98
2.4 Построение адаптивной системы нормирования амплитуд динамических перемещений по избранным критериям 109
2.5 Выводы по главе 114
Глава 3 Разработка методологии расчетно-экспериментальной оценки напряженно-деформированного состояния динамически нагруженного оборудования опасных производственных объектов 116
3.1 Основные предпосылки 117
3.2 Основные положения методологии 121
3.3 Построение идентификационной модели и идентификация состояния объекта по результатам мониторинга дискретных параметров 126
3.4 Определение форм колебаний, удерживаемых при идентификации состояния динамически нагруженного оборудования 133
3.5 Верификация идентификационной модели 140
3.6 Верификация методологии на модельных задачах 141
3.7 Экспериментальная проверка методологии 153
3.8 Выводы по главе 163
Глава 4 Адаптация методологии расчетно-экспериментальной оценки напряженно-деформированного состояния динамически нагруженного оборудования к условиям действующих опасных производственных объектов 165
4.1 Общие замечания 166
4.2 Методология сбора данных с применением аппаратуры с одним измерительным каналом 167
4.3 Методология сбора данных с применением аппаратуры с числом измерительных каналов более одного 172
4.4 Методология сбора данных по синхроимпульсу 182
4.5 Методология сбора данных с применением модифицированного метода корреляции цифровых изображений 188
4.6 Выводы по главе 200
Глава 5 Разработка методологии расчетно-экспериментальной экспресс-диагностики макродефектов динамически нагруженного оборудования опасных производственных объектов 201
5.1 Основные предпосылки 201
5.2 Основные положения методологии 206
5.3 Особенности экспериментального определения спектра собственных частот при экспресс-диагностике макродефектов 209
5.4 Верификация и коррекция математической модели с учетом высших форм колебаний 212
5.5 Идентификация расположения и размеров дефектов оборудования 218
5.6 Верификация методологии на модельных задачах 219
5.6.1 Автоматическая коррекция граничных условий 219
5.6.2 Идентификация местоположения и размера макродефекта 221
5.7 Экспериментальная проверка методологии 229
5.7.1 Экспериментальная проверка методологии в стендовых условиях 229
5.7.2 Экспериментальная отработка методологии на реальных объектах 236
5.8 Выводы по главе 243
Глава 6 Разработка и внедрение методов управления динамическим состоянием оборудования опасных производственных объектов 244
6.1 Постановка задачи управления динамическим состоянием оборудования 244
6.2 Управление динамическим состоянием оборудования на основе оптимизации опорно-подвесной системы 251
6.3 Управление динамическим состоянием оборудования на основе замены фланцевых разъёмных соединений бугельными 256
6.4 Управление динамическим состоянием оборудования на основе введения в систему дискретных демпфирующих связей 270
6.5 Выводы по главе 291
Глава 7 Инструментальное и программное обеспечение технологии оценки и управления техническим состоянием динамически нагруженного оборудования опасных производственных объектов 294
7.1 Инструментальное обеспечение технологии ОУТС 295
7.1.1 Разработка систем постоянного/периодического мониторинга 296
7.1.2 Разработка серии демпфирующих устройств вязкого трения мембранного типа 304
7.1.3 Разработка серии роботизированных сканеров-интроскопов для оперативной диагностики оборудования во время остановочных ремонтов 309
7.1.4 Разработка, апробация и внедрение измерительной аппаратуры для осуществления оперативной динамической тензометрии 314
7.1.5 Мобильный комплекс для идентификации собственных частот колебаний объекта 317
7.2 Программное обеспечение технологии ОУТС 320
7.2.1 Программный комплекс Compass 321
7.2.2 Программный комплекс MStruct 324
7.2.3 Программный комплекс SIdent 327
7.2.4 Программный комплекс Stand 328
7.2.5 Программный комплекс Норма 332
7.2.6 Программный комплекс Correlation 334
7.2.7 Программный комплекс CPipes 336
7.3 Выводы по главе 339
Глава 8 Примеры внедрения технологии оценки и управления техническим состоянием динамически нагруженного оборудования 341
8.1 Обеспечение промышленной и экологической безопасности трансферных трубопроводов колонны К11 установки ЭЛОУ+АВТ-6 цеха 18 нефтеперерабатывающего завода АО «Ангарская нефтехимическая компания» 341
8.1.1 Общие сведения об объекте исследования 341
8.1.2 Оценка необходимости постоянного мониторинга объекта 345
8.1.3 Структура системы мониторинга объекта 346
8.1.4 Построение и верификация математической модели объекта 352
8.1.5 Особенности процедуры идентификации напряженно-деформированного состояния объекта 353
8.1.6 Анализ работы системы мониторинга за 9 лет эксплуатации 355
8.1.7 Выв оды по разделу 358
8.2 Обеспечение промышленной и экологической безопасности оборудования высокого давления компрессоров ГК13 установки подготовки ретурного газа объекта 16 цеха 135/136 Химического завода АО «Ангарская нефтехимическая компания» 359
8.2.1 Общие сведения об объекте исследования 359
8.2.2 Комплексное исследование динамического состояния оборудования с использованием многоканальной измерительной аппаратуры 361
8.2.3 Оценка результатов комплексного исследования динамического состояния оборудования 366
8.2.4 Разработка мероприятий по повышению динамической устойчивости оборудования 372
8.2.5 Выв оды по разделу 376
8.3 Выводы по главе 377
Заключение 378
Список литературы 385
Приложение 1 Копии документов, подтверждающих внедрение результатов работы (патенты, акты внедрения, нормативные документы) 429
Приложение 2 Листинг MathCAD, реализующий пакетную математическую обработку акселерограмм 477
