Мета досліджень - розробити методику та пристрій для проведення контролю технічного стану технологічних трубопроводів АГНКС. Для досягнення поставленої мети в роботі необхідно вирішити такі завдання: - проаналізувати методи і засоби неруйнівного контролю технічного стану трубопроводів під дією статичних і динамічних навантажень; - розробити математичну модель контролю НДС технологічних трубопроводів АГНКС, яка враховує динамічні та статичні навантаження визначені ультразвуковим методом; - удосконалити метод вимірювання часу поширення ультразвуку для підвищення його точності; - провести теоретичні та експериментальні дослідження характеристик електроакустичного тракту ультразвукового первинного перетворювача та взаємозв'язку форми його діаграми направленості від параметрів акустичного поля в режимі випромінювання в дальній зоні; - дослідити залежності геометричних та фізичних параметрів акселерометра для підвищення точності контролю параметрів вібрації; - розробити методику та пристрій контролю НДС технологічних трубопроводів АГНКС ультразвуковим методом для визначення оптимальних параметрів їх експлуатації; - розробити алгоритми та програмне забезпечення для обчислення статичних та динамічних напружень технологічних трубопроводів АГНКС; - провести лабораторні та натурні дослідження НДС трубопроводів АГНКС за допомогою розроблених методики та пристрою для визначення їх залишкового ресурсу. Об'єкт дослідження - технологічні трубопроводи АГНКС. Предмет дослідження - методи та засоби неруйнівного контролю технічного стану технологічних трубопроводів АГНКС. ЗМІСТ ВСТУП 3 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ КОМПЛЕКСНИХ ПІДХОДІВ ДО ОЦІНКИ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ АВТОМОБІЛЬНИХ ГАЗОНАПОВНЮЮЧИХ КОМПРЕСОРНИХ СТАНЦІЙ 9 1.1. Загальні положення 9 1.2 Характеристика умов роботи і фактори впливу на технічний стан автомобільних газонаповнюючих компресорних станцій 10 1.3 Аналіз відомих методів контролю технічного стану трубопроводів 13 1.4 Вибір акустичних методів контролю технічного стану трубопроводів 18 1.4.1 Аналіз акустичних методів контролю напружено-деформованого стану трубопроводів 18 1.4.2 Оцінка методів контролю вібрацій 25 1.5 Аналіз приладів для контролю технічного стану трубопроводів 29 1.6 Постановка задачі дослідження 34 РОЗДІЛ 2 РОЗРОБКА МЕТОДИКИ ОЦІНКИ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ТРУБОПРОВОДІВ АВТОМОБІЛЬНИХ ГАЗОНАПОВНЮЮЧИХ КОМПРЕСОРНИХ СТАНЦІЙ В ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ УМОВАХ 37 2.1. Дослідження оцінки зміни впливу властивостей металу труби від умов навантаження трубопроводів у процесі експлуатації 37 2.2. Особливості виникнення напружено-деформованого стану трубопроводів автомобільних газонаповнюючих компресорних станцій 40 2.3. Аналіз і обґрунтування параметрів ультразвукового методу контролю напружено-деформованого стану технологічних трубопроводів автомобільних газонаповнюючих компресорних станцій 48 2.3.1 Вибір частоти коливань 49 2.3.2 Аналіз акустичного поля чутливого елементу 51 2.3.3. Обґрунтування вибору типу пружних хвиль 55 Висновки до розділу 66 РОЗДІЛ З РОЗРОБКА ПРИСТРОЮ КОНТРОЛЮ НАПРУЖЕНО - ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ТРУБОПРОВОДІВ АВТОМОБІЛЬНИХ ГАЗОНАПОВНЮЮЧИХ КОМПРЕСОРНИХ СТАНЦІЙ 69 3.1. Дослідження ультразвукових перетворювачів 69 3.1.1. Вибір матеріалів п'єзоперетворювача 69 3.1.2. Дослідження імпульсного режиму роботи перетворювача 72 3.1.3. Розробка конструкції п'єзоперетворювача 79 3.1.4. Дослідження характеристики роботи акселерометра 81 3.2. Розробка схеми пристрою для контролю швидкості проходження ультразвуку 88 3.3 Оцінка похибки розробленого пристрою і результатів контролю напружено- деформованого стану технологічних трубопроводів автомобільних газонаповнюючих компресорних станцій 91 3.3.1. Аналіз інструментальних похибок розробленого пристрою 91 3.3.2. Аналіз методичних похибок розробленої методики 103 Висновки до розділу 104 РОЗДІЛ 4 ЛАБОРАТОРНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРИСТРОЮ ДЛЯ КОНТРОЛЮ НАПРУЖЕНО- ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ 106 4.1 Підготовка і проведення лабораторних досліджень напружено-деформованого стану трубних сталей 106 4.1.1 Вибір зразків для контролю напружено-деформованого стану металу 106 4.1.2 Аналіз параметрів тензодавачів, використаних при лабораторних дослідженнях 108 4.2 Проведення дослідження металу труб у лабораторних умовах 112 4.3 Порівняльний аналіз результатів досліджень 114 Висновки до розділу 118 РОЗДІЛ 5 ПРОВЕДЕННЯ НАТУРНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ТРУБОПРОВОДІВ АВТОМОБІЛЬНИХ ГАЗОНАПОВНЮЮЧИХ КОМПРЕСОРНИХ СТАНЦІЙ 119 5.1. Визначення місць концентрації напруження в технологічних трубопроводах компресорної станції 119 5.2. Порядок проведення контролю напружено-деформованого стану технологічних трубопроводів автомобільних газонаповнюючих компресорних станцій 125 5.3. Обробка результатів діагностування технічного стану трубопроводів 130 5.4 Результати контролю величини напружень у технологічних трубопроводах автомобільних газонаповнюючих компресорних станцій № 1 та № 2 м. Кременчук управління магістральних газопроводів "Черкаситрансгаз" 134 Висновки до розділу 142 ОСНОВНІ ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ 144 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 146 ДОДАТКИ 154