автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Виброакустический способ и информационно-измерительная система контроля состояния трубопроводов на основе конечноэлементного анализа и нейросетевого моделирования

ии34849Э2

а правах рукописи

Зиганшин Шамиль Гаязович

ВИБРОАКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ НА ОСНОВЕ КОНЕЧНОЭЛЕМЕНТНОГО АНАЛИЗА И НЕЙРОСЕТЕВОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

05.11.13. - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

2 С [-¡0 л 2009

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань - 2009

003484992

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет»

Научный руководитель: доктор физ.-мат. наук, профессор

Петрушенко Юрий Яковлевич

Официальные оппоненты: доктор физ. мат. наук, профессор

Голенищев-Кутузов Александр Вадимович

Защита состоится 18 декабря 2009 года в 14.30 на заседании диссертационного совета Д 212.082.01 при ГОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет», по адресу: 420066, Казань, Красносельская 51, тел., факс (843) 519-42-55.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 420066, г. Казань, ул. Красносельская, 51, КГЭУ, Ученому секретарю диссертационного совета Д 212.082.01.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Казанского государственного энергетического университета, с авторефератом - на сайте http ://w\vw. kgeu .ru

доктор техн. наук, профессор Митряйкин Виктор Иванович

Ведущая организация: Приволжский филиал ОАО

«ВНИПИэнергопром», г. Казань

Автореферат разослан

2009г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.082.01 к.ф.-м.н., доцент

Калимуллин Р.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Надежность и экономичность теплоснабжения городов и промышленных объектов во многом зависит от фактического технического состояния трубопроводов, и, в частности, коррозионного состояния труб.

Суммарная протяженность трубопроводных сетей в России составляет около 460 тыс. км. Около 40 % из них отработали более 20 лет.

С ростом протяженности и времени эксплуатации трубопроводов увеличивается число их остановок. Скрытая коррозия приводит к серьезным авариям, которые наносят непоправимый ущерб окружающей среде, экономике и нередко бывают причиной гибели людей. Поэтому надежная работа трубопроводных сетей - проблема не только техническая, но и социальная, поскольку напрямую затрагивает интересы населения. И для обеспечения безопасности требуется постоянно увеличивать объемы и качество комплексного диагностирования, материального и финансового обеспечения работ по ремонту и реконструкции объектов.

В настоящее время диагностику магистральных трубопроводов и трубопроводов систем теплоснабжения проводят различными приборами и методами, основанными на использовании разных физических явлений. К ним относятся: внутритрубкая диагностика, проведение шурфовок, применение контактных термометров, пирометров и тепловизоров, магнитометрическая диагностика, прочностной анализ и т.п. Однако каждый из них имеет свои недостатки: диагностика только локальных мест, а не всей длины участка; необходимость проведения работ с выводом участка из эксплуатации со сливом транспортируемого продукта; длительный процесс получения конечной информации; высокая цена оборудования и необходимость специального обучения персонала.

Для обеспечения безаварийной эксплуатации трубопроводов необходимо иметь достоверную и удобную для понимания и использования информацию о фактическом техническом состоянии труб, на основании которой следует своевременно осуществлять замену «ветхих» участков.

Вышесказанное обусловливает актуальность проблемы диагностирования состояния трубопроводов методами неразрушающего контроля. Разработка более точного метода диагностирования коррозионного состояния трубопроводов позволит решить задачу обоснованного прогнозирования их сроков безотказной работы и назначения их ресурса в соответствии с фактическим состоянием.

Цель и задачи работы. Целью исследования является разработка метода и информационно-измерительной системы для контроля технического состояния трубопроводов по параметрам вибрации на основе конечноэле-ментного анализа и нейросетевого моделирования

Цель достигается решением следующих задач: 1, Определение частотных диапазонов и других информативных критериев наличия дефекта трубопровода.

2. Разработка методики, позволяющей обнаруживать дефекты типа утонения стенки трубы н их геометрические размеры по параметрам колебаний.

3. Разработка методики определения местоположения дефекта в трубе.

4. Разработка алгоритма идентификации дефектов и обнаружения их местоположения в трубе по параметрам вибрации.

5. Разработка опытной установки и проведение экспериментальных исследований дефектов элементов трубопроводов.

6. Разработка на основе теоретических и экспериментальных исследований метода контроля состояния трубопроводов.

Методы исследования. При выполнении работы применялись методы механики деформируемого твердого тела, конечноэлементного анализа, вероятностно-статистические методы математической обработки результатов измерений.

Достоверность полученных результатов. Достоверность полученных результатов подтверждается применением аттестованных контрольно-измерительных приборов; сходимостью результатов с результатами исследований других авторов; совпадением результатов, полученных аналитическими и инструментальными методами.

Личный вклад автора. Автор принимал непосредственное участие в разработке и изготовлении измерительного комплекса, в создании программного обеспечения для анализа данных, разработке алгоритма анализа виброакустических сигналов, проводил все измерения, первичную и статистическую обработку и анализ экспериментальных данных. На защиту выносятся:

• разработанный и изготовленный экспериментальный виброакустический диагностический комплекс;

• способ расчета частот собственных колебаний бездефектных и дефектных трубопроводов и их дефектов методом конечных элементов;

• методика локализации дефекта по анализу акустического сигнала;

• метод определения размера коррозионного дефекта трубопровода анализом частот колебаний на основе алгоритма с использованием нейронной сети;

• результаты экспериментальных исследований, выявившие связь между частотами собственных колебаний трубопроводов и наличием в них коррозионных дефектов.

Научная новизна заключается в том, что:

• разработан и создан виброакустический комплекс для диагностики трубопроводов, основанный на анализе акустических сигналов;

• определена зависимость между размером дефекта типа «утонение стенки трубопровода» и частотным спектром акустического сигнала;

• создан банк данных акустических спектров в зависимости от дефектов трубопровода разных геометрических размеров.

Практическая ценность состоит в том, что:

• разработана методика диагностики трубопроводов акустическим методом, позволяющая повысить точность обнаружения дефектов;

• разработанный экспериментальный акустический диагностический комплекс может быть использован для диагностики других элементов трубопроводных сетей.

Реализации работы. Разработанная методика и измерительно-диагностический комплекс внедрены на предприятиях ОАО К МП О, что подтверждено соответствующими актами реализации научных исследований. Апробация работы.

Основные положения и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на VIII - XI Международных научно-практических конференциях «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики» (МГУПИ, Сочи - Москва, 2005 - 2009), Международной научно-технической конференции «Энсргети-ка-2008: инновации, решения, перспективы» (КГЭУ, Казань, 2008); I - Ш Молодежных международных научных конференциях «Тинчуринские чтения» (КГЭУ, Казань, 2006 - 2008); Всероссийской научной молодежной конференции по естественно-научным и техническим дисциплинам «Научному прогрессу - творчество молодым» (МарГТУ, Йошкар-Ола, 2007), на Всероссийских межвузовских научно-технических конференциях (КВАКУ, Казань, 2006, 2007), на V ежегодном научно-практическом семинаре «Поиск утечек. Методы и приборы» (фирма «ИНКОТЕС», Н. Новгород, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе статей в издании, входящем в перечень ВАК - 2, статей в прочих изданиях - 1, патент на изобретение - 1, свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ - 2, публикаций в сборниках докладов международных и всероссийских конференций - 7.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из оглавления, введения, 4 глав, заключения, библиографического списка и приложения. Работа содержит 113 страниц машинописного текста, 43 рисунка, 15 таблиц и 4 приложений на 10 страницах. Библиографический список включает 161 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность исследований, научная и практическая значимость полученных результатов, изложены основные положения, выносимые на защиту, приведена краткая характеристика работы.

Первая глава посвящена обзору литературы по существующим методам неразрушающего контроля трубопроводов, дана оценка состояния вопроса на данный момент, сформулированы цель и задачи исследования.

Контроль трубопроводов осуществляется с целью получения данных о местах, уровне и степени опасности коррозионных повреждений металла труб; обнаружения места истечения теплоносителя (течи); факторах, обуславливающих интенсификацию коррозионных процессов на участке (блуждающие токи, заиливание и подтопление каналов и др.).

Известно несколько классификаций существующих и разрабатываемых методов контроля состояния трубопроводов по различным показателям, например, по режиму работы трубопровода, периодичности применения, измеряемым параметрам. Из них наиболее распространенные - это визуальный метод, метод статистики аварий, контактный метод, метод тепловой аэросъемки, прочностной анализ, магнитный метод, метод контроля распределения температуры по поверхности теплотрассы, акустический метод. Для повышения достоверности определения необходимости ремонта стараются одновременно использовать разные методы: тепловые, пирометрические, акустические, электрометрические. Благодаря работам Самойлова Е.В., Гольянова A.A., Абакумова A.A., Гумерова А.Г., Белого Д.М., достигнуты значительные успехи в области контроля трубопроводов. Задача обеспечения продления срока службы трубопроводов решается проведением капитального ремонта со сплошной заменой труб или с заменой изоляционного покрытия. Выбор участков ведется на основе статистики аварий, результатов электрометрических измерений, данных визуального контроля при проведении шурфования. Ограниченность этой информации не позволяет достоверно и своевременно выявить те участки, которые в первую очередь нуждаются в восстановлении их работоспособности. Кроме этого, проведение испытаний и сплошного капитального ремонта требуют больших материальных затрат. Существующие методы контроля базируются на неточных знаниях о степени износа трубопровода. В результате значительные объемы ремонтов, в том числе и по замене труб, выполняются либо со значительным превышением, либо не выполняются вовсе.

В последнее время активно развиваются методы контроля, основанные на анализе и сравнении спектров виброакустических сигналов, распространяющихся по трубопроводу. Наиболее значимые исследовании в области контроля трубопроводов по параметрам виброакустического сигнала приведены в работах Самойлова Е.В., Смирнова В.А., Кузнецова U.C., Шлыка Ю.К., Калинчука Ю.А. В то же время в работах Каллана Р. (Robert Callan), Кохонена T. (Kohonen Т.), Хайкина С. (Haykin S.), Хопфилда Д. (Hopfield J.J.) показана возможность применения технологии нейросетевого анализа для анализа вибрационных сигналов.

Проведенный анализ литературных источников показал, что надежность и экономичность теплоснабжения городов и промышленных объектов во многом зависит от фактического технического состояния трубопроводов, и, в частности, коррозионного состояния труб. Для обеспечения безаварийной эксплуатации трубопроводов необходимо иметь достоверную и удобную для понимания и использования информацию о фактическом техническом состоянии труб, на основании которой следует своевременно осуществлять замену «ветхих» участков. Одним из перспективных методов контроля состояния трубопроводов является акустический метод. Для его успешного применения необходимо иметь информацию о частотах колебаний годных и

дефектных участков трубопровода. На основании вышеизложенного сформулированы цель и задачи диссертационного исследования.

Вторая глава посвящена определению информативных критериев наличия коррозионного дефекта трубопровода. Анализ существующих методов решения задач, связанных с моделированием коррозионного поражения показал, что для определения частот собственных колебаний дефектных участков возможно использовать два подхода. Первый основан на использовании классических методов механики деформируемого твердого тела. Широко известны работы в этом направлении Казанской школы механиков Муштари Ф.М.. Галимова К.З., Корнишина М.С., Петрушенко Ю.Я., Митряйкина В.И. Результаты расчетов частот колебаний пластин, мембран, оболочек, полученных данными методами, показывают хорошую сходимость с экспериментальными данными. Недостатком классических методов является невозможность расчета коррозионного поражения произвольной формы. Второй подход основан на использовании для расчетов метода конечных элементов. С целью отработки методики достоверного определения частот колебаний коррозионных дефектов были рассчитаны частоты собственных колебаний панелей различного диаметра и толщины на основе как первого, так и второго подхода.

Модель коррозионного поражения (рис. 1) представлялась в виде плоского диска, жестко защемленного по периметру, материалом которого являлась сталь СтЗ с плотностью р = 7860 кг/м3, коэффициентом Пуассона V = 0,3 и модулем упругости Е~ 20- ¡О10 Н/м2.

Рис. 1. Модель дефекта с утонением 2 мм

Рис. 2. Зависимость частоты собственных колебаний дефекта с утонением 2 мм от изменения длины его оси а.

—♦—форма 1

-»-форма 2

-~&~ф«рма 3

форма 4

-«-форма 5

-е-форма 6

—»—форма 7

-форма

-форма 9

форма 10

60000 -[ 50000 40000 30000 20000 10000 о

беадеф 0,001 0,003 0,003 0,004

Рис. 3. Зависимость изменения частоты собственных колебаний от увеличения глубины утонения дефекта (для дефекта размером 0,1x0,05 м).

В результате расчетов были получены зависимости частот собственных колебаний дефектов разных типоразмеров (рис. 2, 3). Разница частот собственных колебаний, полученных с использованием уравнений частот для круговых пластин, и частот собственных колебаний, вычисленных с помощью метода конечных элементов, представлена в таблице 1. Из таблицы видно, что погрешность расчета по всем формам колебаний составляет не более 7%.

Таблица 1.

Разница частот собственных колебаний, определенных с использованием уравнений частот для круговых пластин и частот, полученных с помощью метода конечных элементов в процентах

Форма колебаний Размер оболочки Б х 11 (мм)

20x0,4 40x0,4 60x0,4 г 80x0,4 100x0,4

1 6,5 7 6,7 7 6,8

2 6,7 7 6,8 I 6,9 6,5

з 6,8 6,9_ 6,5 6,7 6,4 1

4 6,5 1 6,7 6,4 6,5 7

5 6,4 6,5 7 6,7 7

Ан&аиз полученных результатов показал, что расчет методом конечных элементов дефектов различных видов обеспечивает заданную точность и достоверность, что делает возможным его для оценки степени коррозионного поражения трубопроводов.

На следующем этапе были построены модели бездефектной и дефектных стальных груб с условным диаметром 0,159 м, с толшиной стенки 4,5 мм и длиной 1 м (рис. 4). Дефекты на трубе, имеющие переменную глубину,

!

уменьшающуюся от 0 мм у краев до 2 мм в центре, создавали постоянной ширины, равной 0,05 м, а длину увеличивали от 0,05 м до 0,25 м с интервалом 0,05 м и располагали посередине трубы. Для каждой модели трубы проведен модальный анализ и рассчитаны частоты собственных колебаний бездефектной и дефектных труб. Из анализа следует, что в спектре колебаний трубы присутствуют частоты в диапазоне 100 - 2000 Гц.

Рис. 4. Модель трубы с дефектом размером 0,2 х 0,05 м.

Исследования, проведенные во второй главе, позволили сделать следующие выводы:

1. С увеличением длины и глубины дефекта частоты колебаний модели смещаются из области низких частот в область высоких частот.

2. Область частот 10000 - 23000 Гц является наиболее информативной. В данном частотном диапазоне находятся частоты большинства форм колебаний смоделированных дефектов.

3. Знание частот, характерных для дефектов определенного типоразмера. позволяет путем анализа частот колебаний трубы экспериментально выявить дефект и определить его размеры по наличию этих частот в спектре.

В третьей главе рассмотрены вопросы локализации и идентификации ! дефектов трубопроводов. Для разработки алгоритма поиска и идентификации

дефектов была выбрана среда графического прог раммирования LabVlEW,

Создана программа «Inspector» (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2009612056), состоящая из трех подпрограмм, обеспечивающих выполнение следующих функций:

- запись сигнала в звуковые файлы от двух пьезодатчиков (формат файлов wrm и wav);

- обработка записанных данных;

- определение скорости распространения звука в исследуемом изделии;

- определение расстояний до дефекта от первою и второго датчиков;

I

J

- запись в отчет и вывод информации о состоянии исследуемого участка трубопровода.

Подпрограмма «Регистрация и запись акустических сигналов» позволяет записывать поступающий с пьезоэлектрических датчиков сигнал в файл формата или \\тт с заданной пользователем частотой дискретизации и длительностью записи.

Для определения расстояния от одного из датчиков до дефекта необходимо знать скорость распространения пульсаций в жидкости, заполняющей трубопровод, и распространяющихся волн от дефекта по трубопроводу.

Эту функцию выполняет подпрограмма «Определение скорости звука». Она сравнивает между собой сигналы, пришедшие от двух пьезоэлектрических датчиков и вычисляет временную задержку прихода сигнала т, которая определяется по максимуму функции корреляции.

Подпрограмма «Определение местоположения дефекта» вычисляет расстояние от каждого из двух датчиков до места нахождения дефекта с помощью взаимно-корреляционной функции (кросскорреляцин) по следующей формуле:

к.г = 1/2 <Т ± г*),

где I - расстояние между датчиками; V - скорость распространения звука в трубе (м/с); 1 - задержка по времени, определенная по максимуму функции кросскорреляцин сигналов, измеренных двумя датчиками; ¡\ 2 - расстояние от дефекта до одного (1) или другого (2) измерительного датчика.

Метод обнаружения дефектов в трубопроводах и определения мест их расположения основан на измерении виброакустического сигнала, генерируемого дефектом, с помощью двух датчиков, установленных непосредственно на трубопроводе. По задержке времени распространения сигнала от дефекта до датчиков определяется местоположение дефекта. Задержка определяется по максимуму функции кроскорреляции сигналов измеренных датчиками, между которыми находится дефект.

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям влияния размеров дефектов на акустические характеристики участков трубопроводов.

Исследования проводились для решения следующих задач:

а) отработки методики измерения амплитудно-частотных характеристик колебаний дефектов трубопроводов;

б) установления зависимости акустических характеристик трубопроводов от наличия в них дефектов;

г) экспериментальной проверке результатов математического моделирования, выполненного во второй главе диссертации;

д) разработки автоматизированной системы для обнаружения, исследования и анализа дефектов разного рода в трубопроводах.

Оценка погрешности измерительной системы проводилась вероятностно-статистическим методом, определенным ГОСТ 8.207-76 и предусматри-

ваюшпм определение погрешности по характеристикам законов распределения погрешностей средств измерений, входящих в состав системы.

Оценка результатов измерений проводилась путем получения среднего арифметического 15 наблюдений условной амплитуды колебания стальной трубы диаметром 0,159 м длиной 1 м:

С учетом полученных значений для измерительного комплекса Ас = ± 0,055588205 В, при доверительной вероятности Р=0,95 при результатах измерений Ас = 0,9058 В.

Для подтверждения повторяемости результатов измерений использовалась стальная труба диаметром 0,159 м и длиной 1 м. Проведено 15 измерений значения условной амплитуды колебания. После каждого измерения производилось снятие-установка пьезодатчика, что моделировало условия проведения экспериментов. Результат сравнения амплитудных спектров показал, что их значения находится в интервале доверительной вероятности Р-0,95, что указывает на хорошую воспроизводимость результатов.

Для экспериментального определения частот колебаний дефектов трубопроводов различного рода проведены измерения с помощью установки, схема которой представлена на рис. 5. На способ обнаружения дефектов в трубопроводе получено положительное решение на выдачу патента.

В состав измерительной системы входят: два пьезоэлектрических датчика для приема акустических сигналов, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) и блок обработки на базе персонального компьютера (ноутбука) с установленными на нем программами для записи и обработки акустических сигналов с датчиков.

П

£к

с

4

1 - пьезоэлектрический датчик

2 - ьналога-цифроеойо преобразователь (АЦП!)

3 - персональный компьютер

4 - контролируемое изделие

Рис.5. Схема экспериментальной установки

Исследовались стальные трубы с условным диаметром 159 мм и длиной 1 м, на поверхности которых механическим способом наносились дефекты (утонение стенки). Размеры дефектов труб соответствовали размерам мембран, рассчитанных методом конечных элементов (0,05x0,05 м; 0,1x0,05 м; 0,15x0,05 м; 0,2x0,05 м; 0,25x0,05 м). На поверхность исследуемого трубопровода устанавливались с помощью магнита два пьезоэлектрических датчика КД-35. По краю трубы наносился кратковременный удар, акустический импульс от которого записывался с помощью программной оболочки 1пзре1ог.

Анализ экспериментальных данных показал следующее.

1. Наличие в спектре бездефектной трубы преимущественно низких частот (рис 6, а), тогда как в спектрах дефектных труб выявились высокие частоты, совпадающие с частотами собственных колебаний 1-3 форм, рассчитанными для дефектов (рис. 6, б).

2. Наиболее полезными для анализа являются частоты от 9 кГц и выше, т.к. на этом интервале проявляются наибольшие различия между бездефектной и дефектными трубами.

3. Чем дальше расположен датчик от места нанесения удара, тем более явно выявляются частоты высоких форм.

Т^ 5.............., ' - | - [

, - ; . .-.я . ; 1 : . <■■

" г- - - • " '

' : . I ; >' : ' . : , - I ' *

2 ООО 4000 б-ООО 8 ООО 1ОООО Частота, Гц

120ОО

Частота, Гц

б

Рис. 6. Спектр бездефектной трубы (а) и трубы с дефектом 0,25x0,05 м (б)

Из сравнения частот, соответствующих трубам с различными размерами дефектов, установлено, что

1) в спектре всех труб на интервале 500 - 3000 Гц присутствуют одинаковые частоты;

2) начиная с 4000 Гц начинает проявляться различие между бездефектной и дефектными трубами в виде появления в спекчрах труб с дефектами более высоких частот.

В процессе обработки акустических сигналов приходится сталкиваться с анализом массивов из большого количества частот, полученных в результате расчетов и экспериментов. Применение персональных компьютеров делает возможным обработку такого количества данных, однако возникают трудности при написании алгоритма программного распознавания и классификации дефектов. С целью реализации положений, изложенных во второй и трегьей главах, была создана компьютерная программа для обработки экспериментальных данных и постановки диагноза с помощью нейронной сети.

Для задачи определения дефектности трубы была выбрана модель сети с использованием обучения по алгоритму обратного распространения ошибок.

Архитектура сети выглядит следующим образом (рис. 7):

Входной слой Скрытый слой Выходной слой

Рис. 7. Архитектура нейронной сети с использованием обучения по алгоритму обратного распространения ошибок для диагностики трубы

Нейронная сеть для диагностики трубопроводов была реализована на базе программного комплекса Lab View. Основная программа состоит из не-

скольких подпрограмм, каждая из которых выполняет конкретную задачу. Первая подпрограмма запускает задачу, считывает табличные файлы с записанными частотами труб разной степени дефектности, а также файл с частотами проверяемой трубы, после чего выполняется нормализация всех считанных векторов. Вторая подпрограмма реализует метод обучения по алгоритму обратного распространения ошибок и выполняет классификацию дефектной трубы по размеру дефекта. Подпрограмма является нейронной сетью, в качестве учебных данных в ней берутся данные из таблиц результатов расчета частот собственных колебаний панелей различного размера, выполненного методом конечных элементов. Созданная нейронная сеть состоит из пяти выходных нейронов, каждый из которых характеризует определенный размер дефекта. Программа сравнивает учебные вектора с диагностируемыми, а на выходе дает результат, к какому из классов (размеру) относится дефект. На вход программы подавались частоты исследуемых образцов участков трубопроводов. В качестве образцов при обучении принимались частоты труб с заранее известными размерами дефектов 5x5, 10x5, 15x5, 20x5, 25x5 см. В результате обработки данных на выходе загорался индикатор на лицевой панели программы (для соответствующего размера дефекта, которому соответствует максимальное значение вероятности и показывалось численное значение этой вероятности). Типичный отчет работы программы приведен в таблице 2.

Таблица 2.

Распределение вероятностей

Размер дефекта ИСТИННЫЙ Значения вероятностей тестируемого образца

«дефект 5 см» «дефект 10 см» «дефект 15 см» «дефект 20 см» «дефект 25 см»

5 см 91,7 5,2 0,1 ОД 0,1

10 см 5,2 90,1 4,2 2,3 0,9

15 см 2,3 3,8 91,0 3,7 1,8

20 см 0,5 0,7 4,1 90,5 7,2

25 см ; 0,3 0,2 0,6 2,5 90,0

Метод диагностики и классификации дефектов, заключающийся в установке на концах трубы двух датчиков; записи акустических сигналов, вызванных током воды в трубе или ударом; сравнении этих сигналов и частот собственных колебаний труб, рассчитанных методом конечных элементов; определении размера дефекта с помощью применения нейронных сетей показал высокую достоверность получаемых результатов.

Анализ экспериментов по влиянию дефектов на параметры колебаний трубопроводов показал устойчивое определение дефекта на ранней стадии зарождения с помощью нейронной сети и подтвердил возможность применения разработанного метода для контроля дефектов трубопроводов.

Результаты работы позволили создать методику оценки технического состояния трубопроводов, включающую в себя как элементы механики деформируемого твердого тела, так и метода, основанного на применении ней-росетевого анализа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с задачами исследований в диссертационной работе получены следующие результаты:

• определены частотные диапазоны и другие информативные критерии наличия дефекта трубопровода;

• разработана методика, позволяющая обнаруживать дефекты типа утонения стенки трубы и их геометрические размеры;

• разработана методика определения местоположения дефекта__в трубопроводе;

• упрощение процесса обнаружения дефектов в трубопроводе благодаря автоматизации диагностического комплекса;

• построен универсальный диагностический комплекс, позволяющий обнаруживать дефекты трубопровода типа утонение стенки и утечки из трубопровода.

Поставленная цель диссертационной работы достигнута. Основные материалы диссертации опубликованы в работах:

1. Ваньков Ю.В., Зигаишин Ш.Г., Симашева Р.В. Измерительный комплекс для обнаружения дефектов тепловых сетей в среде Labvievv // Сборник трудов 9-й межд. иаучно-практ. конф. «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики». Сочи : МГУ ПИ, 2006. С. 31-34.

2. Ваньков Ю.В., Зигаишин Ш.Г., Тырышкин В.Н., Павлов J1.A. Математическое моделирование дефектов трубопровода для настройки акустического дефектоскопа // Сборник трудов 10-й межд. научно-практ. конф. «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики». Сочи : МГУПИ, 2007. С. 19-22.

3. Зиганшин Ш.Г. Применение численных методов для расчета форм собственных колебаний // Сборник материалов докладов Ш Молодежной международной научной конференции «Тинчуринские чтения», посвященной 40-летию КГЭУ. Казань : КГЭУ, 2008. С. 47-50.

4. Зиганшин Ш.Г. Применение численных методов для расчета форм собственных колебаний // Сборник материалов Всероссийской научной студенческой конференции по естественно-научным и техническим дисциплинам «Научному прогрессу - творчество молодым». Йошкар-Ола : МарГТУ, 2007. С. 216-218.

5. Зиганшин Ш.Г., Ваньков Ю.В., Кондратьев А.Е. Методика контроля коррозионного поражения трубопроводов // Сборник материалов докладов Международной научно-технической конференции «Энергетика-200В: инновации, решения, перспективы». Казань : КГЭУ, 2008. С. 141144.

6. Ваньков Ю.В., Зиганшин 111.Г. Акустический способ определения дефектов трубопроводов с использованием нейронной сети // Сборник научных трудов XI Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики» // М.: МГУПИ, 2009. С. 64-67.

7. Ваньков Ю.В., Зиганшин Ш.Г., Казаков Р.Б. Расчет частот собственных колебаний дефектов трубопроводов // Сборник научных трудов XI Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики» // М. : МГУПИ, 2009. С. 67-71.

8. Зиганшин III.Г,, Ваньков Ю.В., Акутин М.В., Тырышкин В.Н., Казаков Р.Б. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Inspector» №2009612056, заявка № 2009610957, 2009.

9. Зиганшин Ш.Г., Ваньков Ю.В., Кондратьев А.Е., Кузнецов С.П. Разработка методики определения размера коррозионного поражения оболочек акустическим методом // М.: Энергосбережение и водоподготовка, 2009. № 1(57). С. 36-38.

Ю.Петрушенко Ю.Я., Ваньков Ю.В., Зиганшин Ш.Г., Тырышкин В.Н. Виброакустический способ и диагностический комплекс для определения дефектов трубопроводов с использованием нейронной сети // Казань : Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2009. №5-6. С. 149-154.

11.Петрушенко Ю.Я., Ваньков Ю.В., Зиганшин III.Г., Серов В.В. Определение информативных параметров дефектов трубопроводов методом конечных элементов // Казань : Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2009. № 7-8. С. 22-24.

12.3игашшн Ш.Г., Ваньков Ю.В., Кондратьев А.Е., Акутин М.В., Тырышкин В.Н. Способ обнаружения дефектов в трубопроводе (варианты): Рос. Федерация: МП К" G01N29/04, заявитель и патентообладатель КГЭУ. - №2008111759/28; заявл. 27.03.08; опубл. 10.10.09.

13. Акутин М.В., Ваньков Ю.В., Бусаров A.B., Зиганшин Ш.Г.Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ: «DetectFault» №2008610104, заявка №2007614295,2007.

Подписано к печати 23.10.09 Формат 60 х 84 / 16

Гарнитура "ТйпеБ" Вид печать РОМ Бумага офсетная

Фич. печ. л. 1,0. Усл. печ. л. 0,94 Уч. - изд. л. 1.0

Тираж 100 экз. Заказ Х«35&6

Типография КГЭУ 420066, Казань, Красносельская. 51

Введение

1. Состояние вопроса исследований

1.1. Объекты исследований

1.2 Методы технической диагностики трубопроводов

1.3 Классификация существующих методов обнаружения утечек

1.3.1 Визуальный метод

1.3.2 Метод статистики аварий

1.3.4 Метод контроля распределения температуры по поверхности теплотрассы

1.3.3 Контактный метод

1.3.5 Магнитный метод

1.3.6 Метод вихревых токов

1.3.8 Прочностной анализ

1.3.9 Акустический метод 24 1.4Теоретические основы метода собственных колебаний

1.4.1 Классификация акустических приборов, используемых для диагностики труб

1.4.2 Определение мест утечек в трубопроводах с помощью корреляционного течеискателя

1.4.3 Метод диагностики трубопроводов с помощью комплекса «Вектор» 32 1.5. Постановка задачи 3 6 2 Определение информативных критериев наличия дефектов трубопроводов

2.1. Аналитический метод расчета пластины

2.2 Аналитический метод расчета круга

2.3 Методы моделирования дефектов произвольной формы 46 2.3.1 История возникновения и развития метода конечных элементов

2.3.2 Основы МКЭ

2.4 Применение ANSYS для расчета форм колебаний дефектов разного

2.4.1 Методика расчета форм колебаний круга

2.4.2 Методика расчета дефектов произвольной формы

3. Локализация и идентификация дефектов трубопроводов

3.1 Методы построения алгоритмов поисков дефектов (обзор существующих языков программирования)

3.2 Применение программной среды Lab View для построения алгоритма поиска дефектов в трубопроводов

4. Экспериментальные исследования влияния размера дефектов на акустические характеристики участков трубопроводов

4.1 Порядок подготовки и проведения экспериментов

4.1.1 Порядок подготовки экспериментов

4.1.2 Методика проведения экспериментального исследования

4.2 Оценка погрешности результатов измерений

4.3 Требования по безопасности проведения измерений

4.4 Оценка повторяемости экспериментальных данных 81 4.6 Обработка экспериментальных данных 88 Заключение 95 Литература 98 Приложения

Надежность и экономичность теплоснабжения городов и промышленных объектов во многом зависит от фактического технического состояния трубопроводов, и, в частности, коррозионного состояния труб [115].

Россия - самая холодная страна в мире с самым высоким уровнем централизованного теплоснабжения в Европе [11]. Суммарная протяженность тепловых сетей составляет 125 тыс. км (в двухтрубном исчислении). Кроме того, в Российской Федерации эксплуатируются магистральные трубопроводы различного назначения общей протяженностью около 230 тыс. км, основную долю которых (более 60 % протяженности) составляют магистральные газопроводы, а остальные транспортируют опасные жидкости, такие как нефть, нефтепродукты, конденсат, широкую фракцию легких углеводородов, этилен и жидкий аммиак [159]. Около 40 % из них отработали более 20 лет [72, 149].

До -,принятия Изменения № 3 к СНиП П-3-79 не менее 60 % тепловой энергии зданий уходило в атмосферу. По данным Минэнерго удельная энергоемкость валового внутреннего продукта (ВВП) в нашей стране выше, чем в развитых странах Западной Европы почти в 3 раза и в 1,8 раза больше, чем в США, т. е. из каждой тонны сжигаемого топлива 500.600 кг сгорает впустую. Главная беда - изношенность трубопроводов, которая ведет к их разгерметизации. В результате разгерметизации трубопроводов потери воды достигают 30.40 %. Россия ежегодно забирает из открытых и подземных источников для коммунальных, промышленных и сельскохозяйственных нужд около 80 млрд. мЗ воды. Ежегодный износ теплотрасс составляет 15 %, а потери тепла в них доходят до 15.20 %. Это в 2,5 раза превышает нормативный уровень. Для сравнения: за рубежом потери не превышают 2 % [110].

С ростом протяженности и времени эксплуатации трубопроводов увеличивается число их остановок [38]. Скрытая коррозия приводит к серьезным авариям, которые наносят непоправимый ущерб окружающей среде, экономике и нередко бывают причиной гибели людей [75, 150]. Поэтому надежная работа тепловых сетей - проблема не только техническая, но и социальная, поскольку напрямую затрагивает интересы населения. И для обеспечения безопасности требуется постоянно увеличивать объемы и качество комплексного диагностирования, материального и финансового обеспечения работ по ремонту и реконструкции объектов [54, 118].

Трубопроводы тепловых сетей являются важным элементом теплоснабжения городов и промышленных объектов [118]. В регламентирующих документах определены условия допустимости дальнейшей эксплуатации трубопровода или проведения его капитального ремонта [103].

Традиционно проблема обеспечения безопасности продления срока службы трубопроводов решается, прежде всего проведением капитального ремонта со сплошной заменой труб или с заменой изоляционного покрытия

117].

Для обеспечения безаварийной эксплуатации Организации тепловых сетей должны иметь достоверную и удобную для понимания и использования информацию о фактическом техническом состоянии труб, на основании которой следует своевременно осуществлять замену «ветхих» участков [118].

Параметрами оценки «ветхого» состояния труб являются:

- статистика аварий за минувшие 2-3 года;

- время эксплуатации трубопровода;

- обследование трубопровода в местах контрольных шурфовок [141].

Основным параметром, по которому определяется «ветхость» трубы, является фактическая, остаточная толщина стенки трубы [118].

В большинстве случаев на трубопроводах теплоснабжения истинная толщина стенки трубы определяется путем замеров при проведении шурфовок [40]. Вскрытие теплотрассы осуществляется в местах, где ранее произошли аварии (течи), или действия наибольших напряжений согласно проекту. Однако в этом случае анализируются только отдельные, локальные места на трубопроводе, что не дает достоверной информации об уровне коррозионных повреждений и степени их опасности по всей длине участка [43].

Получить более полную информацию о толщине стенки трубы на всей длине участка можно с использованием внутритрубных снарядов оснащенных ультразвуковыми или магнитоэлектрическими толщиномерами [64]. Проведение этих работ требует вывода участка из эксплуатации со сливом транспортируемого продукта и процесс получения конечной информации является длительным и дорогостоящим. Возможности широкомасштабного использования этого метода ограничены.

Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок» 2003 года [141] гласят: «Участки с утонением стенки трубопровода на 20% и более подлежат замене». Для принятия решения о замене нужно выполнить поверочный расчет на прочность того участка трубопровода, где обнаружено утонение стенки [104]. Именно уровень напряжений в конкретных местах определяет опасность разрушения - образования течи, или наоборот возможность безаварийной работы трубопровода [116].

В трубах горячего водоснабжения возникают напряжения за счет действуя трех нагрузок [118]:

- внутреннее давление;

- действие веса трубы, изоляции, воды в трубе;

- нагрузки от температуры.

Согласно принципу суперпозиции, действие от каждой нагрузки рассматривается отдельно. Затем результаты суммируются.

Но даже при наличии достоверной информации об изменениях толщины стенки трубы по всей длине участка, расчет на прочность осуществляется по проектным параметрам технического состояния конструктивных элементов трубопровода, таких как скользящие и мертвые опоры, сальниковые компенсаторы и т.п. [115, 132]. В процессе эксплуатации они так же подвержены коррозии и расчетные параметры, например коэффициент трения, отличаются от принятых в расчете. Это приводит к неточностям в определении фактической степени опасности интервалов коррозионных повреждений на трубах [115].

Таким образом, в настоящее время существует насущная потребность в использовании дополнительного параметра, позволяющего более детально, научно обосновано оценить степень «ветхости» трубы [44].

Работа посвящена разработке метода определения технического состояния трубопроводов по параметрам собственных колебаний, основанного на использовании нового более точного способа поиска дефектов, с применением математического аппарата, программного обеспечения, разработкой и использованием экспериментального акустического диагностического комплекса.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработан и создан виброакустический комплекс для диагностики трубопроводов, основанный на анализе акустических сигналов;

- определена зависимость между размером дефекта типа «утонение стенки трубопровода» и частотным спектром акустического сигнала;

- создан банк данных акустических спектров в зависимости от дефектов трубопровода разных геометрических размеров.

Практическая ценность:

- разработана методика диагностики трубопроводов акустическим методом, позволяющая повысить точность обнаружения дефектов;

- разработанный экспериментальный акустический диагностический комплекс может быть использован для диагностики других элементов трубопроводных сетей.

Автор защищает:

- разработанный и изготовленный экспериментальный виброакустический диагностический комплекс;

- способ расчета частот собственных колебаний бездефектных и дефектных трубопроводов и их дефектов методом конечных элементов;

- методику локализации дефекта по анализу акустического сигнала;

- метод определения размера коррозионного дефекта трубопровода анализом частот колебаний на основе алгоритма с использованием нейронной сети;

- результаты экспериментальных исследований, выявившие связь между частотами собственных колебаний трубопроводов и наличием в них коррозионных дефектов.

Работа выполнена на кафедре «Механика» Казанского государственного энергетического университета (КГЭУ).

Основные вопросы диссертационной работы изложены в 3 статьях [57,96,97], 18 материалах конференций [7, 13 - 18, 23, 48 - 53, 55, 58, 92, 122], 1 патенте на изобретение [56], 2 авторских свидетельствах [4, 54].

Основные положения и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на VIII - XI Международных научно-практических конференциях «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики и экономики» (МГУПИ, Сочи - Москва, 2005 -2009), Международной научно-технической конференции «Энергетика-2008: инновации, решения, перспективы» (КГЭУ, Казань, 2008); I - III Молодежных международных научных конференциях «Тинчуринские чтения» (КГЭУ,

Казань, 2006 - 2008); Всероссийской научной молодежной конференции по естественно-научным и техническим дисциплинам «Научному прогрессу -творчество молодым» (МарГТУ, Йошкар-Ола, 2007), на Всероссийских межвузовских научно-технических конференциях (КВАКУ, Казань, 2006, 2007), на V ежегодном научно-практическом семинаре «Поиск утечек. Методы и приборы» (фирма «ИНКОТЕС», Н. Новгород, 2008).

За поддержку в работе, ценные указания и замечания автор искренне благодарит научного руководителя проф. Петрушенко Ю.Я. и заведующего кафедрой Промышленные теплоэнергетические установки и системы теплоснабжения Казанского государственного энергетического университета ВаньковаЮ.В.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Трубопроводы тепловых сетей являются важным элементом теплоснабжения городов и промышленных объектов. С ростом протяженности и времени эксплуатации трубопроводов увеличивается число их остановок. Наиболее частой причиной повреждения трубопроводов тепловых сетей (до 80%) является наружная коррозия. Методы, которые сейчас применяются для диагностики, базируется на неточных знаниях о степени износа трубопровода. В результате значительные объемы ремонтов, в том числе и по замене труб, выполняются либо со значительным превышением, либо не выполняются вовсе. В диссертационной работе ставились следующие задачи:

- определение частотных диапазонов и других информативных критериев наличия дефекта трубопровода;

- разработка методики, позволяющей обнаруживать дефекты типа утонения стенки трубы и их геометрические размеры по параметрам колебаний;

- разработка методики определения местоположения дефекта в трубе;

- разработка алгоритма идентификации дефектов и обнаружения их местоположения в трубе по параметрам вибрации;

- разработка опытной установки и проведение экспериментальных исследований дефектов элементов трубопроводов;

- разработка на основе теоретических и экспериментальных исследований метода контроля состояния трубопроводов.

В соответствии с поставленными задачами исследований в диссертационной работе получены следующие результаты:

- Проведен анализ существующих методов диагностики трубопроводов тепловых сетей, сделан вывод о целесообразности применения акустического метода.

- Смоделированы в программном комплексе АЫБУБ модели дефектов типа утонение стенки трубопровода различных геометрических размеров и определены их частоты собственных колебаний. Таким же образом были смоделированы модели бездефектных труб и труб с дефектами различных размеров и определены зависимости изменения частот их собственных колебаний от наличия дефекта.

- Установлено, что на интервале частот 10000 — 23000 Гц дефект выявляется на большинстве форм колебаний, эта область является наиболее информативной. Поэтому для повышения достоверности идентификации дефекта необходимо анализировать не только частоту первой формы колебаний оболочки, но и частоты более высоких формы.

- Создан банк данных спектров дефектов типа утонение стенки трубопровода разных геометрических размеров

- По частотам, характерным для дефекта определенного размера, экспериментально выявлены дефекты и определены их размеры по наличию этих частот в спектре, т.е. разработана методика определения размеров дефекта по анализу частоты его собственных колебаний

- Разработан алгоритм обнаружения дефектов в трубопроводах, который реализован в программе «Inspector». Разработан метод определения местоположения дефекта или утечки в трубопроводе.

- Разработан универсальный акустический диагностический комплекс для определения дефектов типа утонение стенки и утечки в трубопроводе.

- Экспериментально получены и проанализированы спектры собственных колебаний бездефектных трубопроводов и трубопроводов с дефектами. Установлено, что наибольшая разница в частотах между трубопроводами без дефектов и с дефектами проявляется в диапазоне частот от 9 кГц и выше.

- Для классификации труб с дефектами по его размеру создана программа с использованием нейронной сети. Анализ экспериментальных данных по влиянию дефектов на параметры колебаний трубопроводов показал устойчивое определение дефекта на • ранней стадии зарождения и подтвердил возможность применения данного метода для контроля дефектов трубопроводов.

1. Абакумов А.А., Абакумов А.А. (мл.) Принципы построения внутритрубных магнитных интроскопов для сплошной диагностики трубопроводов тепловых сетей//Новости теплоснабжения - 2008, № 2(90).

2. Акутин М.В. Свидетельство о государственной регистрациипрограммы для ЭВМ №2008610104: DetectFault / Акутин М.В., Ваньков Ю.В., Бусаров А.В., Зиганшин Ш.Г. Заявка №2007614295, 2007.

3. Алешин В., Кобяков В., Селезнев В. Анализ прочностипромышленных трубопроводов в ANSYS и ABAQUS// САПР и графика 2004, №7.

4. Ананьев И. В., Тимофеев П. Г. Колебания упругих систем вавиационных конструкциях и их демпфирование М., Машиностроение, 1965. 526 с.

5. Банов М.Д., Казаков Ю.В., Козулин М.Г. и др. Сварка и резкаматериалов: Учеб. пособие для нач. проф. образования/Под ред. Ю. В. Казакова.- 3-е изд. стер. М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 400 с.

6. Боровкова Е.Ф. Неразрушающий контроль и диагностика, .//Нефтегазовая вертикаль , №5, 2003.

7. Бородай СВ., Ильясов P.P. Тихоновский С В . и др. Экспертизапромышленной безопасности межпромысловых трубопроводов. Электрон, ресурс. Режим доступа: http://www.dbases.ru/frame.htm.

8. Бухин В. Е. Предварительно изолированные трубопроводы длясистем централизованного теплоснабжения //Новости теплоснабжения, № 3, (19), 2002, С 2 5 - 3 1 .

9. Вайнберг Д. В. Справочник по прочности, устойчивости иколебаниям пластин. - Киев : Будивельник, 1973. - 488 с.

10. Ваньков Ю.В., Зиганшин Ш.Г. Моделирование дефектовтрубопровода в программе ANSYS для настройки акустического дефектоскопа// Тезисы докладов X Аспирантско - магистерского семинара// КГЭУ, г. Казань, 2007 с. 43 - 44.

11. Ваньков Ю.В., Костылева Е.Е., Зиганшин Ш.Г. Диагностикакоррозионного поражения трубопроводов тепловых сетей/ Тезисы докладов 18-й Всероссийской межвузовской научно-техн. конф.// КВАКУ, г. Казань, 2006.

12. Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т. / Ред. совет: В. Н.Челомей (пред.). - М.: Машиностроение, 1978 - Т. 1. Колебания линейных систем/ Под ред. В. В. Болотина, 1978. 352 с.

13. Виноградова Н.А., Листратов Я.И., Свиридов Е.В. Разработкаприкладного программного обеспечения в среде LabVIEW: Учеб. пособ. М.: Издательство МЭИ, 2005. - 49 с.

14. Воронкова Л.В. Ультразвуковой контроль чугунных отливок. М.:Типография МВТУ им. Н.Э.Баумана, 1998, 40 с.

15. Вязунов Е.В., Дымшиц Л.А. Методы обнаружения утечек измагистральных нефтепродуктопроводов // ОИ. Сер. «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов». -М.: ВНИИОЭНГ, 1979. 53 с.

16. Галиакбаров В.Ф., Коробков Г.Е, Гольянов А.А., Гольянов А.И.Оперативное определение состояния трубопровода/ Материалы международной научно-технической конференции «Трубопроводный транспорт - сегодня и завтра// Уфа: Монография, 2002. - 188-189. 17. Глаговский Б.А., Московенко И.Б. Звуковой индекс - критерийоценки характеристик абразивных инструментов/ Сборник докладов международной конференции «Intergrind'88"», Будапешт, 1998, с. 45-52.

18. Глаговский Б.А., Московенко И.Б.: Низкочастотные акустическиеметоды контроля в машиностроении, Л., Машиностроение, 1977, 208с.

19. Гольянов А.А. Анализ методов обнаружения утечек нанефтепроводах// НИС, ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ. Сер. «Транспорт и хранение нефтепродуктов». Вып. 10-11 , 2002. 5-14.

20. Гольянов А.А. Обнаружение места утечек в магистральныхнефтепродуктопроводах с помощью сканирующих импульсов давления. Дис. . канд. тех. наук.: / Гольянов А.А. - Уфа, 2004, 196 с.

21. Гонткевич В. Собственные колебания пластинок и оболочек.Киев, «Науковадумка», 1964, 288 с.

22. ГОСТ 1.26-77. Производственная санитария, охрана окружающейСреды, охрана труда. - М.: Изд. стандартов, 1977, 150 с.

23. ГОСТ 23829-85 Контроль неразрушающий акустический. Терминыи определения. Официальное издание. - М . : Издательство стандартов, 1986

24. ГОСТ 8.153-75. ГСИ. Микрофоны измерительные конденсаторные.Методы и средства проверки. - М.: Изд. стандартов, 1975, 100 с.

25. ГОСТ 8.207-76. Прямые измерения с многократныминаблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения. - Введ. 1977-01-01 - М.: Изд. стандартов, 1976, 8 с.

26. ГОСТ 8.246-77. Государственная система обеспечения единстваизменений. Виброметры с пьезоэлектрическими виброизмерительными преобразователями. Методы и средства проверки. - М.: Изд. стандартов, 1977, 56 с.

27. ГОСТ ИСО 5347-0-95. Вибрация. Методы калибровки датчиковвибрации и удара.

28. Гриценко А.И., Харионовский В.В., Курганова И.Н. и др.Рекомендации по оценке работоспособности участков газопроводов с поверхностными повреждениями. — М.: ВНИИГАЗ, 1996, с.20.

29. Гумеров А.Г., Зайнуллин Р.С, Ямалеев К.М., Росляков А.В.Старение труб нефтепроводов. М.: Издательство «Недра», 1995.

30. Гумеров А.Г., Гумеров Р.С.,' Акбердин A.M. Диагностикаоборудования нефтеперекачивающих станций. - М.: ООО «НедраБизнесцентр», 2003, 347 с.

31. Джефф К. Кэмбел. Эффективность детектирования утечек из .трубопроводов // Инженер-нефтяник — 1973, № 7. !

32. Диагностика инженерных сетей жилищно-коммунальногохозяйства// Петербургский строительный рынок -2003, № 7-8.

33. Диагностика трубопроводов тепловых сетей высокоэффективнымакустическим методом с использованием корреляционного анализа. ООО «Востокэнергочермет» Электрон. ресурс. Режим доступа: http://www.vechem.ru/Pages/workings.html.

34. Дубов А.А. Проблемы оценки остаточного ресурса стареющегооборудования //Химическое и нефтегазовое машиностроение — 2003, №4.

35. Дубов А.А. Проблемы оценки остаточного ресурса стареющегооборудования//Безопасность труда в промышленности, 2003, №3.

36. Забазнов А.И., Егоров Ю.А., Тугунов П.И., Глазырина В.М.Факторы, влияющие на потери конденсата и методы определения утечек // ОИ. Передовой производственный опыт в газовой промышленности - М.: ВНИИЭгазпром, 1991.70с.

37. Забела К.А. Обнаружение малых повреждений в подводныхтрубопроводах // РНТС. «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов» М.: ВНИИОЭНГ, 1978, №6. 20-22.

38. Зиганшин Ш.Г. Применение численных методов для расчета формсобственных колебаний / Сборник материалов докладов Ш-ей Молодежной международной научной конференции «Тинчуринские чтения», посвященной 40-ю КГЭУ// КГЭУ, г. Казань, 2008, с.47-50.

39. Зиганшин Ш.Г., Акутин М.В., Павлов Л.А. Программавиброакустической диагностики элементов энергетического оборудования на базе LabVIEW// Тезисы докладов 2й молодежной межд. научной конф. «Тинчуринские чтения»/ КГЭУ, г. Казань, 2007, с. 48 - 51.

40. Зиганшин Ш.Г., Акутин М.В., Симашева Р.В. Измерительныйкомплекс для обнаружения утечек в тепловых сетях // Тезисы докладов 2й молодежной межд. научной конф. «Тинчуринские чтения»/ КГЭУ, г. Казань, 2007, с. 40-43.

41. Зиганшин Ш.Г., Ваньков Ю.В. Диагностика коррозионногопоражения трубопроводов тепловых сетей// Тезисы докладов на 1й молодежной научной конф. «Тинчуринские чтения»/ КГЭУ, г. Казань, 2006, с. 50-53.

42. Зиганшин Ш.Г., Ваньков Ю.В., Акутин М.В., Тырышкин В.Н.,Казаков Р.Б. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Inspector», №2009612056, заявка № 2009610957, 2009.

43. Зиганшин Ш.Г., Ваньков Ю.В., Кондратьев А.Е., Акутин М.В.,Тырышкин В.Н. Способ обнаружения дефектов в трубопроводе: пат. Рос. Федерация: МПК6 G01 Ml 3/04, заявитель и патентообладатель КГЭУ. №2008111759/28; заявл. 27.03.08 ; опубл. 25.08.09.

44. Зиганшин Ш.Г., Ваньков Ю.В., Кондратьев А.Е., Кузнецов СП.Разработка методики определения размера коррозионного поражения оболочек акустическим методом//Энергосбережение и водоподготовка 2009, № 1(57), 36-38.

45. Зиганшин Ш.Г., Павлов Л.А., Калачева С Р . Современные решения в .централизованном теплоснабжении/ Тезисы докладов 2й молодежной межд. научной конф. «Тинчуринские чтения»// КГЭУ, г. Казань: 2007, С 43 - 47.

46. Зинкевич О. Метод конечных элементов в технике. - М.: Мир, 1975115 с.

47. Злобин А. Спектральное обеспечение надежностифункционирования оборудования на основе технического диагностирования/ЯТромышленная и экологическая безопасность - 2007, № 12 (14), 16-17.

48. Калан Р. Основные концепции нейронных сетей.: Пер. с англ. - .М.:Издательский дом «Вильяме», 2001.

49. Каневский И.Н., Сальникова Е.Н. Неразрушающие методы контроля:Учебное пособие. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2007. - 243 с.

50. Каплун А.Б., Морозов Е.М., Олферьева М.А. ANSYS в рукахинженера: Практическое руководство. — М.: Едиториал УРСС, 2003. - 272 с.

51. Киченко СБ., Киченко А.Б. «Об одном из методов оценки степениопасности локальных дефектов на поверхности трубопроводов» //Практика противокоррозионной защиты - 2001, №1.

52. Климовский Е.А., Петрова Г.Г. Анализ методов поиска утечек прииспытании трубопроводов // Строительство трубопроводов —1978, № 2.

53. Климовский Е.М., Петрова Г.Г. Обнаружение мест утечек настроящихся магистральных трубопроводах// ТНТО - М.: НИПИЭСУнефтегазстрой, 1977.

54. Ковех В.М., Нефедов СВ., Силкин В.М. Общий алгоритм расчетатрубопроводов с локальными дефектами// Проблемы ресурса газопроводных конструкций.-М.:ВНИИГАЗ, 1995, С120-127.

55. Козлов А.А. Поиск утечек: методы нового тысячелетия//Энергосбережение - 2003, №3.

56. Комплект течетрассопоисковый «Успех - АТГ-37/ Паспорт,техническое описание и инструкция по эксплуатации. «ИНТЕКО». Коломна (Моск. обл.): 1998.

57. Контроль системы трубопроводов в Великобритании дляпредотвращения утечек // Трубопроводный транспорт. - М.: ТрансПресс, 1994, №1.

58. Кравченко В.Ф. Успешные полевые испытания новой системыобнаружения утечек из трубопроводов// НТЖ «Нефтяная и газовая промышленность. Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности», - М . : ВНИИОЭНГ, 1993, №4.

59. Кривошапка И.В. «Диагностика теплотрасс. Каждый рубль вернетсяв девятикратном размере» //Энергетика и промышленность России, 2006 №2 (66).

60. Кривошапка И.В. Диагностика теплосетей: индивидуальныйподход//Энергетика и промышленность России - 2009, № 7 (123). i

61. Кублановский Л.Б. Определение мест повреждений напорныхтрубопроводов. - М . : Недра, 1971. - 136 с.

62. Луценко Г. Г., Галаненко Д. В., Гогуля В. Н., Рябец Т. А., Мамчур М.А. Совмещение возможностей стационарных систем контроля и мобильности ручного дефектоскопа - это реальность// В мире неразрушающего контроля, №4, 2004, 32-34.

63. Максимов В. Экология природно-техногенных систем газовойпромышленности. // Газовая промышленность. 1994, №7.

64. Метод прямой оценки состояния трубопровода /Дирк Л. ванОстендорп // Нефтегазовые технологии. - 2001. - №6. 77—80.

65. Методические рекомендации по расчетам конструктивнойнадежности магистральных газопроводов. РД 51—4.2.-003-97. М.:ВНИИГАЗ, 1997, с. 125.

66. Московенко И. Б. Метод свободных колебаний - самый древнийметод акустического контроля// В мире неразрушающего контроля - 1998, №2.

67. Московенко И.Б., Коварская Е.З., Славина Л.Я. Применениенизкочастотного акустического метода для контроля качества изделий и конструкций из металла// Сборник докладов конференции «УЗДМ-98», Санкт-Петербург, 1998. 217-220.

68. Нешпор B.C., Зайцев Г.П., Славина Л.Я. и др. Физико-механическиехарактеристики высокотвердых поликристаллических материалов// Огнеупоры - 1995, №9, 2-5.

69. Новацкий В. Динамика сооружений. Пер. с польск. М.: Стройиздат,1963,376 с.

70. Новик Я.А. Численный расчет магнитного поля методом конечныхэлементов в электрических машинах с учетом насыщения стали // Изв. АН Латв. ССР. Сер.физ. и тех. наук. 1974. №6. 17-22.

71. Новый метод обнаружения утечек в трубопроводах // Э.-И. Сер.«Транспорт и хранение нефтепродуктов» (по зарубежным изданиям). - М.: ЦНИИТЭнефтехим. - 1993, вып. 3. 12-14.

72. О методе. Электрон. ресурс. Режим доступа:http://www.meganet.maVnercont/Htm./acust.html.

73. Обзор программных продуктов реализующих CAD, САЕтехнологии// Электрон, ресурс. Режим доступа:Ь11р://\уигУ .^ргосае.ш.

74. Оборудование для технической диагностики подземных и наземных коммуникаций // Проспект фирмы «FUJI ТЕСОМ INC». - Токио: 1998.

75. Описание системы «Автоматическая система обнаружения утечки иее локализации LeaCom»// Перевод N 1780 (нем.). - Уфа: СПКБ НПО «Нефтеавтоматика», 1992.

76. Орехов В.Н. К вопросу о надежности тепловых сетей// Новоститеплоснабжения, 2001, №7.

77. Основы метода вихревых токов. Электрон, ресурс. Режимдocтyпa:http://www.defectoscope.гu/?page=literature&lit:=tok.

78. Павлов Л.А., Зиганшин Ш.Г., Ваньков Ю.В. Расчет тепловых потерьс учетом инженерно - геологических условий функционирования и эксплуатации трубопроводов/ Тезисы докладов XIX Всероссийской межвузовской научно-техн. конф.// КВАКУ, г. Казань,2007.

79. Пейч Л.И., Точилин Д.А., Поллак Б.П. Lab VIEW для новичков испециалистов. М.: Горячая линия-Телеком, 2004.-268 с.

80. Петрова Г.Г., Пыжьянов В.Ф. Поиск утечек на трубопроводахакустическими приборами // Строительство трубопроводов - 1971, № 4.

81. Петрушенко Ю.Я., Ваньков Ю.В., Зиганшин Ш.Г., Серов В.В.Определение информативных параметров дефектов трубопроводов методом конечных элементов// Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики - 2009, №7-8. 149 - 154.

82. Петрушенко Ю.Я., Вахитов М.Б., Селин И.С. К вопросу реализацииметода определения частотных характеристик крыльевых устройств по пластинчатой расчетной схеме//Вопросы расчета прочности конструкций летательных аппаратов - Межвуз. сб, Казань, 1989.

83. Петрушенко Ю.Я., Паймушин В.Н. Теоретико-экспериментальныйметод в механике пластин и оболочек со сложным контуром// Тезисы докладов IV Всесоюз. конф. «Проблемы научных исследований в области изучения и освоения Мирового океана», Владивосток, 1983.

84. Петрушенко Ю.Я., Царев В.Я. Экспериментальное определениечастотных характеристик консольных пластин сложной формы в плане//Деп. в ВИНИТИ, № 6226-82. Деп. от 17.12.82.

85. Пинежанинов Ф. Матрицы метода конечных элементов. Электрон,ресурс. Режим доступа: http.7/www.exponenta.ru/son7Mathemat/pinega/al l.asp.

86. Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок. М.:ЭНЕРГОСЕРВИС, 2003.

87. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводовпара и горячей воды. Постановление Госгортехнадзора России от 11.06.03 № 90, М.: НПО ОБТ, 2003

88. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий.Справочник. / Под ред. В.В.Клюева. - М.: Машиностроение, 1986. - 326 с.

89. Прочность, устойчивость, колебания. Т. 3. Справочник в 3-х т./ Подред. И.А. Биргера. - М . : Машиностроение, 1968, 568 с.

90. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.:Наука, 1988.

91. Расчеты на прочность в машиностроении. Т. 3. /Под ред. Д.Пономарева. М.: Машгиз, 1959, 1118 с.

92. Раянов Р.З. Методы диагностики повреждений в трубопроводах//Красная линия - 2005, №6.

93. Раянов Р.З. Энергосберегающие приборы ДЛЯ ЖКХ. Электрон,ресурс. Режим доступа: http://www.technoac.ru/article/367.php.

94. РД 102-008-2002. Инструкция по диагностике техническогосостояния трубопроводов бесконтактным магнитометрическим методом. М.: АО ВНИИСТ, 2003, 52 с.

95. Ремизов В.В. Газпром и конверсия//Газовая промышленность- 1997, №9.

96. Родионова В.А., Титаев Б.Ф., Черных К.Ф. Прикладная теорияанизотропных пластин и оболочек. С-Пб: Изд. С-Пб. университета 1996.

97. Рэлей Д.В. Теория звука: В 2 т. - М.: Гостехиздат, 1955. Т.1. 504 с;Т.2.-476 с.

98. Самойлов Е.В. Диагностика, как элемент коррозионногомониторинга трубопроводов тепловых сетей // Новости теплоснабжения 2002, №4(20). 29-34. :

99. Самойлов Е. В. Техническое состояние трубопроводов тепловыхсетей и критерии для ремонта// Новости теплоснабжения - 2004, № 04(44). по

100. Самойлов Е.В. Диагностика трубопроводов тепловых сетей какальтернатива летним опрессовкам// ЖКХ. Журнал руководителя и главного бухгалтера - 2003, №4.

101. Самойлов Е.В. Новый подход к оценке технического состояниятрубопроводов тепловых сетей// Материалы Конференции «Тепловые сети. Современные решения», 2005 Электрон, ресурс. Режим доступа: http://www.rosteplo.ra/Tech_stat/stat_shablon.php?id=605.

102. Самойлов Е.В., Тужилкин Ю.И. Эффективность применениякорреляционных течеискателеи для определения мест утечек из трубопроводов теплоснабжения// Новости теплоснабжения - 2001, №7.

103. Седых А.Д., Дедиков Е.В., Гриценко А.И. и др. Методы оценкисостояния трубопроводов по результатам диагностики// Газовая промышленность- 1998, №8. 58-60.

104. Сергеев С. Комплексный подход к поиску утечек воды//Электрон, ресурс. Режим доступа: http://www.technoac.ru.

105. Серов В.В., Зиганшин Ш.Г., Ваньков Ю.В. Оценка надежностисистемы теплоэнергоснабжения предприятия на основе математических моделей/ Тезисы докладов XIX Всероссийской межвузовской научно-техн. конф.// КВАКУ, г. Казань, 2007.

106. Система обнаружения и локализации утечек LeaCom LC 40К//ПереводN 1758 (нем.). -Уфа: СПКБ НПО «Нефтеавтоматика», 1992*.

107. СкучикЕ.Ф: Основы акустики. М'.: Мир, 1976.

108. Смирнов В.А. Звукообразование и распространение звука втрубопроводе// Материалы научно-практического семинара «Поиск утечек. Методы и приборы». Н.Новгород, 2008. 23-41. 1.l l

109. Смирнов В.А. Корреляционый метод поиска утечек жидкостей изтрубопроводов под давлением// Электрон, ресурс. Режим доступа: http ://www. vibration.ru/tech/tech. shtml.

110. Смирнов В.А. Приборы для поиска утечек (краткий обзор)//Материалы научно-практического семинара «Поиск утечек. Методы и приборы». Н.Новгород, 2008. 3-7.

111. Смирнов В.А., Фрумес В.Л. Методы и средства течеискания//Материалы научно—практического семинара «Поиск утечек. Методы и приборы». Н.Новгород, 2008. 7-22.

112. СНиП 2.04.07-86* Тепловые сети. Минстрой России. М., 1994.

113. СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция оборудования итрубопроводов/Госстрой России.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1998, 28 с.

114. СНиП 2.05.06-85 (2000) - Магистральные трубопроводы. ГУЛЦПП, 1997.

115. Справочник по теории упругости. Под ред. П.В. Варвака и А.Ф.Рябова. Киев, «Буд1вельник», 1971. 418 с.

116. Сравнение различных систем определения утечек изтрубопроводов. Zhang J.// Трубопроводный транспорт нефти. - М.: ТрансПресс-1998, №3. 37-40.

117. Статистический метод определения утечек из трубопроводов //Трубопроводный транспорт нефти. — М.: ТрансПресс - 1994, № 8.

118. Сызранцев В.Н., Сызранцева К.В. Расчет напряженнодеформированного состояния деталей методами конечных и граничных элементов: Монография-Курган: Изд-воКурганского гос. ун-та, 2000, 111с.

119. Сьярле Ф. Метод конечных элементов для эллиптических задач:Пер. с англ. - М.: Мир, 1980.

120. Т—2001 — коррелометр виброакустический (течеискатель).Руководство по эксплуатации Т.2001.001 РЭ.

121. Тепловые сети, приборы и средства диагностики состояния иаварийности. Электрон, ресурс. Режим доступа: http://www.energyexhibition.com/Exhibition/Heatsupply/heatnet/heatnet.php.

122. Тимошкин А.С. Приборы для определения состояния и местповреждений трубопроводов тепловых сетей// Новости теплоснабжения — 2001, № 0 2 (06).

123. Типовая инструкция по периодическому техническомуосвидетельствованию трубопроводов тепловых сетей в процессе эксплуатации». РД 153-34.0-20.522-99.

124. Типовая инструкция по технической эксплуатации тепловых сетейсистем коммунального теплоснабжения. Госстрой России. М.: ООО «Сопротек-11», 2001

125. Уилсон И., Никл Р. Использование метода конечных элементов втепловых расчетах . Wilson EX., Nickell R.E. Application of the Finite Element Method to Heat Conduction Analysis // Nuclear Engineering and Design. 1966, № 4 .

126. УоссерменФЛ Нейрокомпьютфнаятехника-М.:Мир, 1992,184 с.

127. Хапонен Н.А., Магалиф В .Я. Нормы расчета на прочностьтрубопроводов тепловых сетей// Безопасность труда в промышленности 2001, № 5.С. 58.

128. Харионовский В.В. Проблемы ресурса газопроводныхконструкций// Газовая промышленность —1994, №9.

129. Чари М., Сильвестр П. Анализ магнитного поля турбогенераторов спомощью метода конечных элементов. Chan M.V., Silvester P. Analysis of turboaltematon magnetic fieldby finite element/ЛЕЕЕ Trans. PAS. 1971. Vol. 90, №2. P. 970-976.

130. Черепанов А. Рецепт долголетия// Нефть России - 2001, № 9.

131. Черкасов Н.П. Поиск новых решений// Экономика и ТЭК сегодня.Электрон, ресурс. Режим доступа: http://www.rusoil.ru/contents/o06-34.html.

132. Чернявец А.Н., Московенко И.Б., Коварская Е.З. Акустическийнеразрушающии метод контроля качества углеродных тиглей для плавки металла// Цветные металлы — 1997, № 3 . 77- 79.

133. Черняев К.В. Роль и задачи диагностики в обеспечении безопаснойэксплуатации нефтепроводов России. - Сборник трудов конференции «Энергодиагностика», Москва, 1995, том №2, с.3-11.

134. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. - М.: Мир, 1972, 272 с.

135. Шойхет Б. М., Ставрицкая Л. В., Ковылянский Я. А. Тепловаяизоляция трубопроводов тепловых сетей. Современные материалы и технические решения// Энергосбережение - 2002, №5. 43 - 46.

136. Шумайлов А.С, Гумеров А.Г., Молдаванов О.И. Диагностикамагистральных трубопроводов. - М.: Недра, 1992. - 251 с.

137. ASTM Standards: С 1259-94 Standard Test Method for DynamicYoung's Modulus, Shear Modulus and Poisson's Ratio for Advanced Ceramics by 1.pulse Excitation of Vibration.

138. Brons H.H., Schaffhaussen H. European methods of leak detection andlocation. «Pipe Line Ind.», 1972, v.36, № 5.pp.50-53; № 6, pp.64-66.

139. Detect Pipeline Leaks at the Speed of Sound with the Wave Alert VI1.ak Detection System// Проспект фирмы ASL

140. Электрон. ресурс. Режим доступа,: http://russiamobileisafseo.lgb.ru/isolution/200808292016/ Информационный портал/ Коррозионные дефекты и методы защиты трубопроводов.

141. Shock and vibration handbook. Edited by M. Harris, E. Crede.New York, Me draw-Hill, 1976. 1211 p.

142. Speur A. und Cruyff P. Die Dichtheitskontrollen an der RotterdaiaRein-Pipellne. «Siemens-Zeltschrift», 1973, Bd. 47, № 6: s. 434-^37.