В статье рассмотрена схема, реализованная в системе мониторинга технического состояния поршневых компрессоров в реальном времени КОМПАКС®. Приведены практические примеры реакции различных параметров виброакустических сигналов на изменение состояний различных узлов поршневого компрессора. Описаны особенности и эффективность реализации систем диагностики и мониторинга.
Литература
Франчик С. Система мониторинга и анализа работы клапанов поршневых компрессоров // Компрессорная техника и пневматика. 2005. №5. С. 4-6.
Автоматизированная система измерений, накопления и обработки данных при испытаниях поршневых компрессоров / П.И. Пластинин, Т.С. Дегтярева, В.А. Светлов, А.В. Сячинов // Компрессорная техника и пневматика. 1997. № 3-4 (16-17). С. 12-14.
Рябцев А.Н. Решения фирмы «Хербигер» для поршневых компрессоров при производстве сжатых газов // Компрессорная техника и пневматика. 2002. № 7. С. 16-18.
Reciprocating Compressors. Field Application Note. Reliability Direct, Inc. Url: http://www.reliabili-tydirect.com/appnotes/recipapp.html (дата обращения 14.01.2009).
Ingrid M. Saarem, P.E. OK Limits for Impact Events // USA: GE Energy, Orbit, Vol.25, No.2, 2005. Pp. 32-33.
Asset Performance Management for Reciprocating Compressors and Pumps // PROGNOST Systems GmbH, 2008. 28 p.
Hastings M., Schrijver J. Метод эффективного мониторинга работы поршневых компрессоров в установках для производства сжиженного природного газа // LNGjournal. September. 2007. 5 с.
API Standard 618. Fifth Edition (2007). Reciprocating Compressors for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services. // American Petroleum Institute. Washington. D.C.
Howard B. Rod Load Calculations and Definitions for Reciprocating Compressor Monitoring. GE Energy. ORBIT. 2008. Vol.28. No.1. Pp. 28-31.
Reciprocating Compressors. STI Field Application Note // http://www. stiweb.com/appnotes/recipapp.htm -14.01.2009.
Condition Monitoring Solutions for Reciprocating Compressors // GEA-14927 rev. NC (08/07). General Electric Company. 2007. 12 p.
HydroCOM: High energy savings and excellent controllability // Technical Application Note: AKT2CON001-BE200802. Switzerland. HOERBIGER. 2008. 8 p.
RecipCOM -The newgeneration: Diagnostics, protection and therapy for your reciprocating compressor//Tech-nical Application Note: AKT2MON002-BE200906. Switzerland. HOERBIGER. 2009. 8 p.
SafeCOM - Protection and safeguarding of reciprocating compressors // Technical Application Note: AKT2MON003BE200703. Switzerland. HOERBIGER. 2007. 2 p.
ValCOM: The energy-saving system for use with PET compressors // Technical Application Note: AKT2CON003BE20081 1. Switzerland. HOERBIGER. 2008. 4 p.
Гриб В.В., Жуков Р.В. Анализ виброакустических характеристик поршневых компрессоров // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2001. №1. С. 40-42.
Гриб В.В., Жуков Р.В. Особенности спектральной вибродиагностики поршневых компрессорных машин // Компрессорная техника и пневматика. 2001. №8. С. 30-32.
Гриб В.В., Соколова А.Г., Еранов А.П., Давыдов В.М., Жуков Р.В. Анализ современных методов диагностирования компрессорного оборудования нефтегазохимических производств // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2002. №10. С. 57-65.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Современные методы и средства мониторинга состояния и диагностики поршневых компрессоров. Часть 2 // Главный энергетик. - 2010. - №12. - С. 46-54
В статье рассмотрены состояние и перспективы развития современных методов и средств мониторинга состояния и диагностики поршневых компрессоров опасных непрерывных производств. Проведен обзор принципов контроля технического состояния, которые реализованы практически во всех известных системах мониторинга. Описаны критерии технического состояния оборудования. Произведен выбор диагностических признаков для осуществления мониторинга, а также описаны источники виброакустического сигнала. Приведены методология и алгоритмы диагностирования поршневых компрессоров.
Литература
Стандарт ассоциации РОСТЕХЭКСПЕРТИЗА, НПС РИСКОМ «Системы мониторинга опасных производственных объектов. Общие технические требования» (СА 03-002-05). Серия 03 / Колл. авт. - М.: Издательство «Компрессорная и химическая техника». 2005. 42 с.
Костюков В.Н., Морозов С.А., Зименс Г.Я. Устройство для диагностики циклических механизмов: а.с. 783621 СССР. 2714628/25-28; заявл 16.01.1979; опубл. 30.1 1.1980, Бюл. № 44.
Костюков В.Н., Морозов С.А. Устройство для виброакустической диагностики механизмов периодического действия: а.с. 1 107002 СССР. 2915314/18-28; заявл. 17.04.1980; опубл. 07.08.1984, Бюл. №29.
Костюков В.Н. Устройство для виброакустической диагностики механизмов периодического действия: а.с. 1343259 СССР. 4029231/24-28; заявл. 24.02.1987; опубл. 01.10.1987, Бюл. №37.
Костюков В.Н. Способ виброакустической диагностики машин периодического действия и устройство для его осуществления: пат. 1280961 Рос. Федерация. 3505038/25-06; 3502165/25-06; заявл. 22.10.1982; опубл. 28.12.1986; Бюл. № 48.
Костюков В.Н. Обобщенная диагностическая модель виброакустического сигнала объектов периодического действия // Омский науч. вестн. 1999. Вып. 6. С. 37-41.
Принципы построения измерительно-диагностических систем машин и оборудования / Ю.М. Вешкурцев, В.Н. Костюков, С.Н. Бойченко, Костюков А.В.// Актуальные проблемы электронного приборостроения АПЭП-96: Труды третьей международной нау.-техн.конф. Измерения в радиоэлектронике. Новосибирск, 1996. Т. 5. С. 81-86.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Мониторинг состояния поршневых компрессоров: тр. Ill междунар. симпозиума. «Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования». С-Пб: Изд-во СПбТГУ, 1997. С. 254-256.
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение. 2002. 204 с.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков А.В. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®) (под ред. В.Н. Костюкова). М.: Машиностроение. 1999. 163 с.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Вибродиагностика поршневых компрессоров / Компрессорная техника и пневматика. 2002. №3. С. 30-31.
Науменко А.П. Исследование виброакустических параметров поршневых машин: сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч.-техн. конф. «Двигатель - 2007» посвященной 100-летию школы двигателестроения МГТУ им. Н.Э.Баумана (под ред. Н.А. Иващенко, В.Н. Костюкова, А.П. Науменко, Л.В. Грехова). М: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. С. 518-525.
Науменко А.П. Методология виброакустической диагностики поршневых машин: Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Специальный выпуск. Серия Машиностроение. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2007. С. 85-95.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Науменко А.П. Способ вибродиагностики технического состояния поршневых машин по спектральным инвариантам: пат. 2 337 341 Рос. Федерация. 2007113529/28; заявл. 11.04.2007; опубл. 27.10.2008. Бюл. № 30. 18 с.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Проблемы и решения безопасной эксплуатации поршневых компрессоров // Компрессорная техника и пневматика. 2008. №3. С. 21-28.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Решения проблем безопасной эксплуатации поршневых машин // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2009. №03. С. 27-36, 1-ая, 4-ая стр. обл.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Нормативно-методическое обеспечение мониторинга технического состояния поршневых компрессоров. // Контроль. Диагностика. 2005. №11. С. 20-23.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Система контроля технического состояния машин возвратно-поступательного действия // Контроль. Диагностика. 2007. №3. С. 50-59.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Система мониторинга технического состояния поршневых компрессоров нефтеперерабатывающих производств // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2006 г. №10. С. 38-48.
Науменко А.П. Средства мониторинга поршневых компрессоров в реальном времени: Тез. докл. 8-й Междунар. конф. «Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности». Москва, 18-20 марта 2009 г. М.: ИД «Спектр», 2009. С. 154-157.
Kostyukov V.N. Naumenko А.Р. Condition monitoring of reciprocating machines: Condition Monitoring and Diagnostic Engineering Management. 22nd International Congress/Published by Fundacion TEKNIER, Otaola, 20, 20600, Eibar / Edited by Aitor Arnaiz, AnaAranzable, Raj BKN Rao. San Sebastian, Spain, 2009. Pp. 113-120.
Naumenko A.P. Real-time condition monitoring of reciprocating machines: The Sixth International Conference on Condition Monitoring and Machinery Failure Prevention Technologies - CM 2009/MFPT 2009/ 23-25 June, 2009, Stillorgan Park Hotel, Dublin, Ireland, 2009. Pp. 1202-1213.
Науменко А.П. О спектральном представлении индикаторной диаграммы: тез. докл. науч.-техн. семинара стран СНГ «Диагностика, повышение эффективности, экономичности и долговечности двигателей». С-Пб, 1992. С. 9.
Alberto Guilherme Fagundes Schirmer, Nelmo Furtado Fernandes, Jose Eduardo De Caux Online Monitoring of Reciprocating Compressors / NPRA Maintenance Conference May 25-28th 2004. San Antonio, 2004.
Leonard S.M. Increasing the reliability of reciprocating compressors on hydrogen services / NationaL Petroleum refiners association Maintenance Conference. New Orleans. LA. 1997.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Современные методы и средства мониторинга состояния и диагностики поршневых компрессоров. Часть 1 // Главный энергетик. - 2010. - №11. - С. 40-50
Для технических объектов задача мониторинга заключается в своевременном обнаружении зарождающихся неисправностей, наблюдением за их развитием до критического состояния и своевременном оповещении персонала о неисправности для выработки конкретных компенсирующих мероприятий с целью обеспечения максимальной продолжительности эксплуатации объекта и своевременного безаварийного вывода его в ремонт.
Интервал времени мониторинга, начиная от подготовки к измерениям до исполнения персоналом диагностического предписания, должен быть существенно меньше интервала развития неисправности в агрегате от момента обнаружения до критического уровня. Как показывают результаты широкомасштабного мониторинга агрегатов нефтехимических комплексов, минимальные интервалы развития неисправностей до критических уровней не превышает 10-20 минут, но из-за неблагоприятного влияния «человеческого фактора» могут быть существенно короче и не превышать 3-5 минут. Именно необходимость предотвращения аварий, вызванных указанными причинами, определила появление автоматических стационарных систем мониторинга технического состояния оборудования опасных производственных объектов, прежде всего нефтехимических, металлургических комплексов и объектов железнодорожного транспорта.
Таким образом, необходимость учета фактора времени есть коренное отличие мониторинга от диагностики. Это дает нам следующее определение мониторинга технического состояния агрегата (мониторинг агрегата) как наблюдение за техническим состоянием агрегата (конструкции, машины, узла, механизма) для определения и предсказания момента перехода в предельное состояние. Мониторинг представляет собой диагностику, развернутую во времени. Принципиальным отличием мониторинга состояния от мониторинга параметров является наличие интерпретатора измеренных параметров в терминах технического состояния агрегата (экспертной системы поддержки принятия решения о состоянии объекта и дальнейшем управлении).
В.Н. Костюков Системы комплексного мониторинга состояния оборудования в реальном времени // НЕФТЕГАЗ. - 2010. - С. 44-45
Математическое описание структуры виброакустического сигнала, полученного с определенных узлов поршневой машины с учетом канала формирования и распространения виброакустических колебаний, является диагностической моделью. Такая модель позволяет произвести селекцию информативных диагностических признаков неисправностей и дефектов.
Обобщенная модель структуры виброакустического сигнала, возбуждаемого различными источниками в поршневой машине, построена с учетом наличия и взаимодействия трех основных источников возбуждения виброакустических колебаний в объекте, которые идентифицируются по типам возбуждаемых колебаний – свободных затухающих, вынужденных незатухающих, случайных широкополосных и узкополосных колебаний.
С целью формирования алгоритмов постановки диагноза по параметрам виброакустического сигнала, инвариантных к конструкции машин и механизмов, необходимо на основе обобщенной модели разработать частные модели структуры виброакустического сигнала конкретной неисправности или дефекта.
Литература
Костюков В Н., Науменко А.П. Практические основы виброакустической диагностики машинного оборудования: учеб. пособие [под ред. В.Н. Костюкова]. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002. 108 с.
Науменко А.П. Виброакустическая модель диагностического сигнала поршневого компрессора // Динамика систем, механизмов и машин: матер. VII Между-нар. науч.-техн. конф. 10-12 ноября 2009 г. Омск. Изд-во ОмГТУ, 2009. Кн. 2. С. 39-44.
Науменко А.П. Исследование виброакустических параметров поршневых машин: сб. науч. тр. по матер. Междунар. науч.-техн. конф. «Двигатель-2007» посвященной 100-летию школы двигателестроения МГТУ им. Н.Э.Баумана [под ред. Н А. Иващенко, В.Н. Костюкова, А.П. Науменко, Л.В. Грехова]. М: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. С. 518-525.
Науменко А.П. Методология виброакустической диагностики поршневых машин // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Спец. выпуск. Серия Машиностроение. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2007. С. 85-95.
Неразрушающий контроль: Справочник: в 7 т. [под общ. Ред. В.В. Клюева]. Т.7: в 2 кн. Кн. 2: Ф.Я. Балицкий [и др.]. Вибродиагностика. М.: Машиностроение, 2005. 829 с.
А.П. Науменко О некоторых моделях структуры виброакустических сигналов поршневых машин // Двигатель-2010: сб. тр. междунар. конф., посвященной 180-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана. - М., 2010. - С. 75-78
Фундаментальными причинами высоких затрат и потерь производства являются плохая наблюдаемость, затрудненная управляемость и, вследствие этого, низкая устойчивость производственных процессов. Основными факторами, обусловливающими такое положение дел, являются трудности выявления скрытых ошибок проектирования, производства и монтажа оборудования, скрытый характер зарождения и развития неисправностей, плохая наблюдаемость процессов деградации оборудования, отрицательное влияние человеческого фактора и, конечно же, абсолютно неэффективная система ППР, которая не в состоянии искоренить аварийные и внеплановые ремонты, а значит — простои производства и потери ресурсов.
Наблюдаемость процесса деградации оборудования позволяет исключить аварийные ремонты и выполнять все ремонты агрегатов по фактическому техническому состоянию в плановом порядке, что обеспечивает 100%-ное исключение аварийных ситуаций. Под ресурсосбережением необходимо понимать снижение не только расхода материальных ресурсов, но и трудовых и финансовых затрат предприятия на устранение последствий аварий, поломок оборудования, а также убытков от простоя производства.
Реальное увеличение межремонтного периода эксплуатации технологических установок до 2-5 лет (что в настоящее время требуют все компании от своих заводов) невозможно без внедрения систем мониторинга КОМПАКС® — базового элемента безопасной ресурсосберегающей эксплуатации производства.
Костюков А.В. Система КОМПАКС - комплексное решение по увеличению межремонтного периода эксплуатации производств // Современные системы диагностики и контроля нефтеперерабатывающего и нефтехимического оборудования: матер. семинара главных механиков нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий. - М., 2010. - С.70-73
Мониторинг технического состояния агрегата — наблюдение за процессом изменения его работоспособности в целях предупреждения персонала о достижении предельного состояния, позволяет перевести большинство отказов из категории внезапных для персонала в категорию постепенных, за счет раннего их обнаружения и своевременного предупреждения.
Мониторинг в реальном времени — РВ-мониторинг имеет ряд существенных отличий от on-line/off-line мониторинга. Они заключаются в строгом регламентировании интервала мониторинга на уровне 10...20% интервала самого быстрого развития неисправностей в оборудовании производственных комплексов.
Это возможно на базе автоматических систем с функционально неопределенной структурой, которая не зависит от конструкции оборудования для широкого класса агрегатов производственных комплексов и содержит многоуровневую экспертную систему. Это позволяет внедрять системы диагностики и мониторинга реального времени (СДМ) в условиях априорной неопределенности, когда часто неизвестны типы подшипников, число лопаток импеллера и т.д., и минимизировать статическую, динамическую ошибки и риск пропуска отказа оборудования.
В статье изложены основные положения мониторинга состояния оборудования в реальном времени и показаны его отличия от off- и on-line мониторинга. Приведены расчетные соотношения для определения показателей достоверности и быстродействия систем мониторинга. Показана необходимость использования скорости изменения диагностических признаков. Введены определения понятий мониторинга и опасности состояния оборудования, статической, динамической ошибок и нуль-мониторинга.
Литература
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение, 2002. - 204 с.
Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®) / В.Н. Костюков, С.Н. Бойченко, А.В. Костюков; Под ред. В.Н. Костюкова. - М.: Машиностроение, 1999. - 163 с.
Костюков В.Н., Костюков Ал.В. Мониторинг состояния оборудования в реальном времени // Контроль. Диагностика. - 2010. - №3. - С.43-50
В статье приведены критерии состояния оборудования. Произведен выбор методологии диагностирования и параметров, определяющих не только техническое состояние, но и позволяющих осуществлять диагностирование с требуемой условиями эксплуатации и обслуживания глубиной. Среди большого разнообразия измеряемых параметров наибольшей информативностью обладают виброакустические колебания, источниками которых являются соударения в кинематических парах механизмов (поршень-цилиндр, палец-втулка и т.д.)
Названы источники виброакустических сигналов поршневых машин:
Неуравновешенность движущихся и вращающихся масс – силы инерции возвратно-поступательно движущихся масс, центробежные силы инерции и моменты этих сил.
Газодинамические процессы – силы давления газов, протекание газа при впуске и выпуске.
Соударения и трение между элементами и деталями узлов и механизмов.
Описаны методология и алгоритмы диагностирования поршневых машин в системах real-time мониторинга. Приведены примеры адекватной реакции различных параметров виброакустических сигналов на изменение состояния различных узлов поршневого компрессора.
Литература
Системы мониторинга агрегатов опасных производственных объектов. Общие технические требования / Стандарт ассоциации «Ростехэкспертиза», ассоциации нефтехимиков и нефтепереработчиков и НПС «РИСКОМ» (СА 03-002-05). Сер. 03. - М.: Химическая техника, 2005. - 42 с.
Мониторинг оборудования опасных производств. Порядок организации / Стандарт организации (СТ0-03-002-08). Сер. 03. - В кн.: Мониторинг оборудования опасных производств. - М.: НПС «РИСКОМ», 2008, с. 25-63.
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. - М.: Машиностроение. 2002. - 224 с.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков A.В. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®) / Под ред. В.Н. Костюкова. - М.: Машиностроение. 1999. - 163 с.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Практические основы виброакустической диагностики машинного оборудования / Учеб. пособие под ред. B.Н. Костюкова. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002. - 108 с.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Вибродиагностика поршневых компрессоров. - Компрессорная техника и пневматика. 2002. № 3. С. 30-31.
Науменко А.П. Исследование виброакустических параметров поршневых машин. - В кн.: Межд. науч.-техн. конф. «Двигатель - 2007», посвященная 100-летию школы двигателестроения МГТУ им. Н. Э. Баумана / Сб. науч. тр. - М: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007, с. 518-525.
Науменко А.П. Методология виброакустической диагностики поршневых машин. - В кн.: Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. «Машиностроение» / Спец. вып. - М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007, с. 85-95.
Костюков В. Н., Бойченко С. Н., Науменко А. П. Способ вибродиагностики технического состояния поршневых машин по спектральным инвариантам / Патент РФ № 2337341. - Бюл. изобр. 2008. № 30. - 18 с.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Проблемы и решения безопасной эксплуатации поршневых компрессоров. - Компрессорная техника и пневматика. 2008. № 3. С. 21-28.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Решения проблем безопасной эксплуатации поршневых машин. - Сборка в машиностроении, приборостроении. 2009. № 3. С. 27-36, обложка - с. 1, 4.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Нормативно-методическое обеспечение мониторинга технического состояния поршневых компрессоров. - Контроль. Диагностика. 2005. № 11. С. 20-23.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Система контроля технического состояния машин возвратно-поступательного действия. - Там же. 2007. № 3. С. 50-59.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Система мониторинга технического состояния поршневых компрессоров нефтеперерабатывающих производств. - Нефтепереработка и нефтехимия. 2006. № 10. С. 38-48.
Науменко А.П. Средства мониторинга поршневых компрессоров в реальном времени. - В кн.: 8-я Межд. конф. «НК и ТД в промышленности» / Программа и тезисы. докл. - М.: ИД «Спектр», 2009, с. 154-157.
Kostyukov V.N. Naumenko A.P. Condition monitoring of reciprocating machines. - In: COMADEM 2009 - 22nd Intern. Congress of Condition Monitoring and Diagnostic Engineering Management. - San Sebastian (Spain): Fundacion TEKNIER, 2009, p. 113-120.
Naumenko A. P. Real-time condition monitoring of reciprocating machines. - In: The 6th Intern. Conf. on Condition Monitoring and Machinery Failure Prevention Technologies. - Dublin (Ireland): 2009, p. 1202-1213.
Костюков В.Н., Науменко А.П., Бойченко С.Н. Способ вибродиагностики машин / Патент РФ № 2314508. - Бюл. изобр. 2008. № 1.
Schirmer A. G. F., Fernandes N. F., De Caux. J. E. Online Monitoring of Reciprocating Compressors. - In: NPRA Maintenance Conference. - San Antonio, 2004.
Leonard S. M. Increasing the reliability of reciprocating compressors on hydrogen services. - In: National Petroleum Refiners Association Maintenance Conf. - New Orleans: 1997.
Гриб В.В., Соколова А.Г., Еранов А.П. и др. Анализ современных методов диагностирования компрессорного оборудования нефтегазохимических производств. - Нефтепереработка и нефтехимия. 2002. № 10. С. 57-65.
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. - М.: Машиностроение. 2002. - 224 с.
Пластинин П.И., Дегтярева Т.С., Светлов В.А., Сячинов А.В. Автоматизированная система измерений, накопления и обработки данных при испытаниях поршневых компрессоров. - Компрессорная техника и пневматика. 1997. № 3-4 (16-17). С. 12-14.
Генкин М.Д., Соколова А.Г. Виброакустическая диагностика машин и механизмов. - М.: Машиностроение, 1987. - 288 с.
Костюков В.Н. Устройство для виброакустической диагностики механизмов периодического действия / А. с. СССР № 1343259. - Бюл. изобр. 1987. № 37.
Костюков В.Н. Способ виброакустической диагностики машин периодического действия и устройство для его осуществления / Патент РФ № 1280961. - Бюл. изобр. 1986. № 48.
Костюков В.Н. Обобщенная диагностическая модель виброакустического сигнала объектов периодического действия. - Омский науч. вестн. 1999. Вып. 6. С. 37-41.
Вешкурцев Ю.М., Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков А.В. Принципы построения измерительно-диагностических систем машин и оборудования. - В кн.: Актуальные проблемы электронного приборостроения /: Труды Третьей межд. научно-техн. конф. АПЭП-96. - Новосибирск: НГТУ, 1996, т. 5, с. 81-86.
Гриб В.В., Жуков Р.В. Анализ виброакустических характеристик поршневых компрессоров. - Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2001. № 1.
Гриб В.В., Жуков Р.В. Особенности спектральной вибродиагностики поршневых компрессорных машин. - Компрессорная техника и пневматика. 2001. № 8. С. 30-32.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Анализ современных методов и средств мониторинга и диагностики поршневых компрессоров. Часть 1. Системы on-line мониторинга. - В мире НК. 2010. № 1(47). С. 64-70.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Анализ современных методов и средств мониторинга и диагностики поршневых компрессоров. Часть 2. Системы real-time мониторинга // В мире неразрушающего контроля. - 2010. - №2. - С.28-35
В статье проведен анализ существующих методов и средств мониторинга и диагностики поршневых компрессоров. Приведены особенности реализации систем диагностики и мониторинга, перечислены основные узлы поршневых компрессоров, мониторингу и диагностике которых уделяется основное внимание. Рассмотрены архитектуры и принципы функционирования известных систем мониторинга и диагностики поршневых компрессоров.
Зарубежные стационарные системы on-line мониторинга параметров поршневых компрессоров осуществляют контроль этих параметров без определения причин их изменения, вызванных конкретными неисправностями, и степени опасности этих неисправностей.
Системы real-time мониторинга технического состояния оборудования, предложенные и развиваемые в России более 30 лет, свободны от этих недостатков. Принципиальным отличием систем real-time мониторинга от рассмотренных систем on-line мониторинга является наличие встроенной автоматической экспертной системы постановки диагноза, автоматически указывающей в реальном времени персоналу степень развития неисправностей и их опасность для поршневых компрессоров и технологической установки, путем «тонкого» автоматического анализа сигналов.
Литература
Системы мониторинга агрегатов опасных производственных объектов. Общие технические требования / Стандарт ассоциации «Ростехэкспертиза», ассоциации нефтехимиков и нефтепереработчиков и НПС «РИСКОМ» (СА 03-002-05). Сер. 03. - М.: Химическая техника, 2005. - 42 с.
Центробежные насосные и компрессорные агрегаты опасных производств. Эксплуатационные нормы вибрации / Стандарт ассоциации «Ростехэкспертиза», ассоциации нефтехимиков и нефтепереработчиков и НПС «РИСКОМ» (СА 03-001-05). Сер. 03. - М.: Химическая техника, 2005. - 24 с.
Мониторинг оборудования опасных производств. Порядок организации / Стандарт организации (СТ0-03-002-08). Сер. 03. - В кн.: Мониторинг оборудования опасных производств. - М.: НПС «РИСКОМ», 2008, с. 25-63.
Мониторинг оборудования опасных производств. Процедуры применения / Стандарт организации (СТ0-03-004-08). Сер. 03. - Там же, с. 65-77.
Мониторинг опасных производств. Термины и определения / Стандарт организации (СТО-03-002-08). Сер. 03. - Там же, с. 5-24.
Костюков В.Н. Обобщенная диагностическая модель виброакустического сигнала объектов периодического действия. - Омский науч. вестн. 1999. Вып. 6. С. 37-41.
Костюков В.Н. Способ виброакустической диагностики машин периодического действия и устройство для его осуществления / Патент РФ № 1280961. - Бюл. изобр. 1986. № 48.
Костюков В.Н. Устройство для виброакустической диагностики механизмов периодического действия / А. с. СССР № 1343259. - Бюл. изобр. 1987. № 37.
Костюков В.Н., Морозов С.А. Устройство для виброакустической диагностики механизмов периодического действия / А. с. СССР № 1107002. - Бюл. изобр. 1984. № 29.
Костюков В.Н., Морозов С.А., Зименс Г.Я. Устройство для диагностики циклических механизмов / А. с. СССР № 783621. - Бюл. изобр. 1980. № 44.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Мониторинг состояния поршневых компрессоров. - В кн.: Ill Междунар. симп. «Потребители-производители компрессоров и компрессорного оборудования» / Труды симп. - СПб: Изд-во СПбТГУ, 1997, с. 254-256.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Система мониторинга технического состояния поршневых компрессоров нефтеперерабатывающих производств. - Нефтепереработка и нефтехимия. 2006. № 10. С. 38-48.
Howard. F., Jr., Gallagher. D. Reciprocating Compressors. Field Application Note. http://www. reliabilitydirect.com/appnotes/recipapp.html.
Asset Performance Management for Reciprocating Compressors and Pumps. - PROGNOST Systems GmbH, 2008. - 28 p. http://www.nt-m.ru/index2.php?option=com_docman&task=doc_ view&gid=36<emid=51.
Condition Monitoring Solutions for Reciprocating Compressors / GEA-14927 rev. NC (08/07). - GE Energy. 2007. - 12 p. Доступно в Интернет: http://www.gepower.com/prod_serv/products/oc/en/downloads/geal4927_recip_brochure.pdf.
Науменко А.П. О спектральном представлении индикаторной диаграммы. - В кн.: Науч.-техн. семинар стран СНГ «Диагностика, повышение эффективности, экономичности и долговечности двигателей» / Тез. докл. - СПб.: 1992, с. 9.
Schirmer A. G. F., Fernandes N. F., De Caux. J. E. Online Monitoring of Reciprocating Compressors. - In: NPRA Maintenance Conference. -San Antonio, 2004.
Leonard S. M. Increasing the reliability of reciprocating compressors on hydrogen services. -In: National Petroleum Refiners Association Maintenance Conf, - New Orleans: 1997.
Костюков В. H., Науменко А. П. Проблемы и решения безопасной эксплуатации поршневых компрессоров. - Компрессорная техника и пневматика. 2008. № 3. С. 21-28.
Франчик С. Система мониторинга и анализа работы клапанов поршневых компрессоров. - Там же. 2005. № 5. С. 4-6.
Пластинин П.И., Дегтярева Т.С., Светлов В.А., Сячинов А.В. Автоматизированная система измерений, накопления и обработки данных при испытаниях поршневых компрессоров. - Там же. 1997. № 3-4 (16-17). С. 12-14.
Рябцев А.Н. Решения фирмы «Хёрбигер» для поршневых компрессоров при производстве сжатых газов. - Там же. 2002. № 7. С. 16-18.
Saarem I. M. OK Limits for Impact Events. - Orbit. 2005. V. 25. No. 2. P. 32-33. Доступно в Интернет: http://www.gepower.com/prod_serv/ products/oc/en/orbit/downloads/2q05_recip-tips_oklimits.pdf.
Barnes M. Using a Rod Drop Monitor to prevent cylinder and piston/rod repair. - Orbit. 1999. 1st Quarter. P. 11-12. Доступно в Интернет: http:// gepower.com/prod_serv/products/oc/en/orbit/ downloads/499barnes.pdf.
Howard B. How Piston Rod Vibration Signaled a Reciprocating Compressor Problem. - Orbit. 2001. 3rd Quarter. P. 11-17. Доступно в Интернет: http://gepower.com/prod_serv/products/oc/en/ orbit/downloads/3q01howard.pdf
Reciprocating Compressors for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services / API Standard 618. Fifth Edition. - Washington: American Petroleum Inst., 2007.
Howard B. Rod Load Calculations and Definitions for Reciprocating Compressor Monitoring. - ORBIT. 2008. V. 28. No. 1. P. 28-31. Доступно в Интернет: http://www.ge-energy.com/prod_serv/products/ oc/en/orbit/downloads/lq08_reciptips.pdf.
Пластинин П.И. Поршневые компрессоры. Т. 1. Теория и расчет / Учебное пособие для вузов. Изд. 2-е. - М.: Колос, 2000. - 456 с.
On-Line Reciprocating Compressor Monitoring Instrumentation / Technical Application Note. DM3021-EN. SKF, 2002. - 8 p. Доступно в Интернет: http://www.skf.com/files/058464.pdf.
RecipCOM - The new generation: Diagnostics, protection and therapy for your reciprocating compressor /Technical Application Note. AKT2MON002BE200906. - Switzerland: HOERBIGER. 2009. - 8 p. Доступно в Интернет: http://www.hoerbiger-compression. com/fileadmin/files/internet/KT/KT-lnternet/ Products_Services/Downloadcenter_brochures/ EnglisiyKT_RecipCOM_E_Web.pdf.
Костюков В.Н., Науменко А.П. Анализ современных методов и средств мониторинга и диагностики поршневых компрессоров. Часть 1. Системы on-line мониторинга // В мире неразрушающего контроля. - 2010. - №1. - С.64-70
В статье рассмотрен метод безэталонной оценки погрешностей сборки машин на основе анализа виброакустических сигналов, связанных с ненаблюдаемыми погрешностями машин и агрегатов, возникающих при изготовлении и в эксплуатации, часть из которых не имеет адекватного представления в шкалах отношения и интервалов.
Выведено каноническое уравнение связи между диагностическими признаками сигнала и структурными параметрами состояния машины, представленными в шкалах порядка, представляющее собой биссектрису первого угла информационной плоскости.
Приведены результаты моделирования и экспериментальных исследований.
Получена оценка ошибки диагностики, обусловленной стохастической связью диагностических признаков со структурными параметрами, которая обратно пропорциональна коэффициенту ранговой корреляции Спирмена между ними.
Виброакустический метод позволяет отбраковывать на обкатке и сдаточных испытаниях машины с большими значениями погрешностей и отправлять их на доработку, не пропуская в эксплуатацию.
Предложенный подход исключает необходимость обучения систем диагностики по машинам-эталонам с известными погрешностями и значительно сокращает затраты и сроки внедрения диагностических систем.
Литература
Павлов Б.В. Акустическая диагностика механизмов. -М.: Машиностроение, 1971. 224 с.
Генкин М.Д., Соколова А.Г. Виброакустическая диагностика машин и механизмов. — М.: Машиностроение, 1987. 288 с.
Патент № 1280961 РФ, МКИ F04B51/00, G01M13/02. Способ виброакустической диагностики машин периодического действия и устройство для его осуществления / В.Н. Костюков; Заявл. 22.10.82; Опубл. 28.12.86; Бюл. № 48.
А.с. № 1359692, МКИ G01М7/00. Способ диагностики машин и устройство для его осуществления / В.Н. Костюков, С.А. Морозов, Г.А. Гетманская; Заявл. 30.03.1984; Опубл. 15.08.87.
Закс Л. Статистическое оценивание. М.: Статистика, 1976. 598 с.
Костюков В.Н. Ранговый метод виброакустической диагностики и оценки качества машин // Гидропривод и системы управления строительных, тяговых и дорожных машин. - Омск: СибАДИ, 1986. С. 113-124.
Пат. № 1647323 РФ, МПК G01М15/00. Устройство для диагностики машин / В.Н. Костюков; Заявл. 05.12.1988; Опубл. 22.11.94.
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. — М.: Машиностроение, 2002. 204 с.
Костюков В.Н., Бойченко С.Н., Костюков А.В. Автоматизированные системы управления безопасной ресурсосберегающей эксплуатацией оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств (АСУ БЭР™ КОМПАКС®). - М.: Машиностроение, 1999. 163 с.
Костюков В.Н., Костюков Ал.В. Оценка погрешностей сборки машин виброакустическим методом // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2010. - №1. - С. 22-28
Технологический цикл текущего ремонта большого объема (ТР-3), осуществляемого в депо, включает длительные и трудоемкие операции снятия, разборки в целях ревизии, ремонта, сборки, испытания, транспортировки оборудования и узлов и установки их обратно на электропоезд. На последних этапах данного цикла отремонтированное, проверенное и работоспособное оборудование может быть повреждено, также может быть не обеспечена его работоспособность в составе системы электропоезда, вследствие нарушения функциональных взаимосвязей.
Отсутствие надлежащих средств и методов объективного контроля качества ремонта, сборки и регулировки ответственных и наиболее сложных систем электропоезда, к числу которых в первую очередь относятся электрические цепи, при ограниченном простое в депо не позволяет осуществить качественный контроль выполненных работ. В результате на обкатку после ремонта выходят «сырые» электропоезда, имеющие помимо неустраненных (скрытых) дефектов, доля которых достигает 30...40 %, много новых, появившихся в результате действия так называемого человеческого фактора. Продолжительность этапа отладки, успех приемосдаточных испытаний и дальнейшая безотказная работа электропоезда на линии в данном случае напрямую зависят от квалификации и других субъективных качеств отладчиков.
Кардинально изменить сложившуюся ситуацию — перенести этап отладки из-под контактного провода в ремонтный цех с одновременным сокращением его продолжительности, обеспечить объективность оценки качества ремонта, сборки и регулировки оборудования и систем электропоезда и, как следствие, повысить процент бездефектных сдач с первого предъявления при приемосдаточных испытаниях - можно на базе автоматических систем комплексного диагностирования. В основе таких систем лежит автоматизированная экспертная система определения неисправностей, исключающая субъективные ошибки диагноста и обеспечивающая достоверную количественную и качественную оценку технического состояния наиболее сложных и ответственных систем электропоезда в соответствии с требованиями основных руководящих документов.
Литература
Распоряжение ОАО «РЖД» от 06.04.2006 № 622р «О планово-предупредительной системе технического обслуживания и ремонта моторвагонного подвижного состава».
Сизов С.В., Аристов В.П., Костюков В.Н., Костюков А.В. Непрерывный мониторинг состояния моторвагонного подвижного состава // Железнодорожный транспорт. 2008. № 6. С. 41-42.
Костюков В.Н. Мониторинг безопасности производства. М.: Машиностроение, 2002. 224 с.
Казарин Д.В., Костюков В.Н., Кашкаров П.Б. Диагностическая модель электрических цепей управления тяговым электроприводом электропоезда // Наука, образование, бизнес: тезисы докл. регион, науч.-практ. конф. / Институт радиоэлектроники, сервиса и диагностики. Омск, 2007. С. 80-84.
Казарин Д.В. Диагностика состояния электрических цепей электропоездов // Неразрушающий контроль и техническая диагностика в промышленности: тезисы докл. Восьмой междунар. конф. М., 2009. С. 150—151.
Костюков В.Н., Костюков А.В., Казарин Д.В. и др. Комплексная система диагностики электропоездов КОМПАКС®-ЭКСПРЕСС-ТРЗ // Железнодорожный транспорт. 2008. № 5.
Kostyukov А.У., Lagaev А.А., Kazarin D.V. Stationary complex diagnostic system for electric trains // The Sixth International Conference on Condition Monitoring and Machinery Failure Prevention Technologies. Dublin, 2009. P. 1105-1109.
Костюков В.Н., Костюков Ал.В., Казарин Д.В. Диагностика оборудования электрических цепей электропоездов при отладке и приемосдаточных испытаниях // Контроль. Диагностика. - 2010. - №1. - С.26-35
Публикации 
