ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Метод виброакустической диагностики из "Контроль герметичности запорной арматуры компрессорной станции магистрального газопровода" В настоящее время отечественными исследователями ведутся интенсивные разработки методик оценки дефектности кранов и расчета величины расхода протечки газа в кране при потере им герметичности по результатам измерений виброакустических сигналов, генерируемых негерметичной запорной арматурой. Известно, что запорная арматура является одним из основных источников производственного шума. Шум кранов часто превышает допустимые санитарные нормы и может достигать 150 дБ. [c.19] По данным отечественных исследователей, турбулентный режим потока газа, особенно в кранах высокого давления, создает звуковые сигналы в диапазоне частот 500-10000 Гц и ультразвуковые сигналы в диапазоне частот от 10 до 100 кГц. [c.19] Обследования запорной арматуры показали, что обычно реальные протечки создают турбулизацию струи в частотном диапазоне до 10 кГц. [c.19] Ультразвуковой диапазон частот генерируется микропротечками , и это может быть использовано для диагностирования запорной арматуры на ранней стадии возникновения дефекта уплотнения. [c.19] При разработке методики количественной оценки перетечек газа для измерения виброакустического сигнала использовались шумомер, датчики вибрации в комплексе с магнитофоном (аппаратура фирмы Брюль и Къер ). Спектральный анализ виброакустического сигнала осуществлялся с помощью специальной аппаратуры той же фирмы, позволяющей получить любую характеристику виброакустического сигнала автоспектр, спектральную плотность мощности, мощность в заданной полосе частот, автокорреляционную функцию, функцию взаимной корреляции, когерентность и др. [c.19] В результате анализа виброакустических сигналов были определены зависимости уровня и частоты акустического сигнала от величины расхода протечки газа. Установлено, что пиковая частота турбулизиро-ванной струи пропорциональна скорости истечения и обратно пропорциональна размеру щели в уплотнении крана. Уровень шума крана пропорционален кубу перепада давления (шестой степени скорости истече ния) и площади щели в уплотнении крана. [c.20] возникающий в кране, заставляет колебаться стенки трубопровода, которые возбуждают шум в окружающей атмосфере. Из-за звукопоглощения шум от стенок трубопровода по своему уровню значительно меньше возникающего внутри крана. Величина снижения уровня шума крана от стенок трубопровода зависит от жесткости стенки и ее массы, размера и типа крана, расхода протечки. [c.20] Величина уровня шума, создаваемого внутри той или иной конструкции крана, определяется суммированием величины уровня шума, замеренного шумомером на определенном фиксированном расстоянии, величины снижения уровня шума крана стенками трубопровода и величины снижения уровня шума на расстоянии и под углом от крана до точки измерения. [c.20] Для определения величины расхода протечки газа используются два признака пиковая частота шума и уровень вибрации с учетом акустического сопротивления в обнаруженном частотном диапазоне. Это обусловлено тем, что площадь щели протечки до диагностирования крана не известна и зависит от величины дефекта. [c.20] При определении протечки в закрытом кране применение одного шумомера не всегда дает желаемый результат, так как прием акустических колебаний в звуковом диапазоне частот может быть перекрыт производственным шумом. Кроме того, измерительной средой является трубопровод, излучающий акустические колебания во внешнюю среду, среди которых присутствуют собственные частоты трубы. В этом случае используются двухканальный анализатор и два вибродатчика. Один вибродатчик устанавливается на кране, а другой - на трубе на расстоянии, превышающем три диаметра от крана вниз или вверх по потоку газа. Вибродатчики устанавливаются на магните или специальном компаунде. Анализатор спектра позволяет получить разность двух сигналов в любом диапазоне частот. Если разность уровней сигналов положительна, то кран не герметичен. [c.20] Экспериментальная оценка дефектности шарового крана из-за нарушения герметичности может выполняться с использованием комплекса приборов по схеме, представленной на рис. 2 [8]. [c.21] По результатам измерений определяются средние уровни вибраций и доверительный интервал измеренной величины. [c.21] Для подтверждения принципиальной возможности диагностики протечек запорной арматуры ВНИИГАЗ совместно с Акустическим институтом РАН провел соответствующие измерения на трубопроводе с установленным на нем шаровым краном [10]. [c.21] Исследования показали, что изменение степени открытия шарового крана сказывается на амплитудных и частотных характеристиках виброускорения. [c.21] По результатам испытания определялся диапазон частот, наиболее информативных с точки зрения отличий амплитуд виброускорений и звукового давления при изменении положения запорного органа шарового крана. Это позволило выбрать в качестве диагностических признаков протечек через шаровой кран приращение уровней виброускорения в широкой полосе частот в 1 /3-октавных полосах частот в узкой полрсе частот. [c.21] Однако вибрационная диагностика представляется более перспективной при определении состояния уплотнений в запорных органах арматуры газопровода, так как может быть реализована на базе стационарных контрольно-измерительных устройств, работающих в автоматическом или полуавтоматическом режиме, информация с которых может быть выведена на пульт управления компрессорной станции. [c.22] Рассматриваемый метод имеет практическое применение. Так, ДОАО Оргэнергогаз в своем РД Экспертное техническое диагностирование запорно-регулирующей арматуры, эксплуатируемой предприятиями ОАО Газпром в п. 5.3.12.5 Определение герметичности ЭРА указывает, что Для оценки герметичности по отношению к внешней среде, а также герметичности в затворе используется акустический метод течеискания, который заключается в регистрации акустического сигнала, генерируемого турбулентными течениями газа (жидкости), возникающими на границе перепада давления (в источнике утечки) [12]. [c.22] Вернуться к основной статье