Удосконалення методів контролю напруженого стану металоконструкцій довготривалої експлуатації (на прикладі (АГНКС)

Abstract

Дисертаційна робота спрямована на підвищення якості методів оцінки та забезпечення надійності експлуатації посудин, що працюють під тиском (ППТ) на прикладі автомобільних газонаповнювальних компресорних станцій (АГНКС) шляхом розробки нових підходів контролю та визначення рівня напруженого стану через урахування комплексу фізичних інформативних параметрів, які чутливі до зміни фізико-механічних характеристик (ФМХ) матеріалу. Проаналізувавши сучасний стан металоконструкцій довготривалої експлуатації (на прикладі АГНКС), а також існуючі методи та технології оцінки рівня напруженого стану, перспективи їх розвитку було встановлено, що проблема визначення напружень не має остаточного вирішення. Відомі методи є застарілими та недостатніми для правильної оцінки та визначення напружень, оскільки не враховують численні фактори впливу, що діють на конструкцію. Результатом є зниження рівня безпечної експлуатації та хибна оцінка рівня напружень робочих об’єктів. Встановлена проблема і її вирішення є актуальним завданням, оскільки значна частина ППТ експлуатується у складних умовах, де прослідковуються знакозмінні навантаження, високі тиски, вплив температурних режимів, робочого середовища, вібрації, корозії, тощо. Сумарна дія не врахованого комплексу факторів впливу на робочий матеріал металоконструкції спричинює зростання навантаження і появу ризиків руйнування, що є не припустимим. Результатом детального аналізу об’єкту дослідження було проведено класифікацію посудин, що працюють під тиском за типом робочого середовища, типом встановлення, типом виготовлення, конфігурацією, призначенням та кількістю циклів. Описані основні режими та умови експлуатації, а також перелічені чимало факторів впливу, що безпосередньо діють на об’єкт експлуатації, це: агресивне робоче середовище, корозійні процеси, вібрація, зміна просторової положення, знакозмінні навантаження, температурні впливи, багатоциклові навантаження, механічні впливи, тощо.

The thesis is aimed at improving the quality of evaluation methods and ensuring the reliability of pressure vessels operation using the example of natural gas vehicle refueling compressor stations (NGV-refueling compressor stations) by developing new approaches for monitoring and determining the stress level through the recording of a set of physical informative parameters that are sensitive to changes in the physical and mechanical properties (PMP) of the material. Analyzing the current state of metal structures for long-term operation (using the NGV-refueling compressor station as an example), as well as existing methods and technologies for assessing the level of stress state, the prospects for their development, it was established that the problem of determining the stresses does not have a final solution. The existing methods are out-of-date and insufficient to evaluate and determine stresses correctly, since they do not take into account the numerous factors of influence acting on the structure. The result is a reduction in the level of safe operation and erroneous evaluation of the level of stresses in the operating facilities. The established problem and its solution is the actual task, since a significant part of the pressure vessels is operated in a complex environment, where alternating loads, high pressures, the influence of temperature regimes, operating medium, vibration, corrosion, and the like are traced. The total effect of non-incorporated complex of influence factors on the operating material of the metal structure causes the increase of loads and the appearance of risks of destruction that is unacceptable. As a result of a detailed analysis of the object of the study, a classification was made of pressure vessels according to the type of operating medium, type of installation, type of manufacture, configuration, purpose and number of cycles. The main operating conditions and conditions are described, as well as many factors of influence that directly affect the operation object are listed: aggressive operating environment, corrosion processes, vibration, change in spatial position, alternating loads, temperature effects, multicycle loads, mechanical impacts, etc.