Акустико-эмиссионное диагностирование криогенных газификаторов

АННОТАЦИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 6
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА 8
1.1. Общая характеристика объекта исследования 8
1.2. Анализ базовой технологии – метод акустической эмиссии 12
1.3. Расчёт и обоснования способа решения технической задачи 17
2. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА 19
2.1. НАУЧНЫЙ ОБЗОР И СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ПО НАПРАВЛЕНИЮ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 19
2.1.1. Принципы аккустической эмиссии 19
2.1.2. Анализ существующих исследований по теме 25
2.1.3. Современные теоретические исследования, проводимые методом АЭ 30
2.1.4. Общий обзор применения метода акустико-эмиссионного контроля на криогенном газификаторе 32
2.2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 33
2.3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 36
2.3.1. Классификация оборудования АЭ для проведения эксперимента 36
2.3.2. Практическое исследование применения метода АЭ для диагностирования состояния криогенного газификатора 43
2.3.2.1. Эффективный подход к диагностированию состояния криогенного газификатора 43
2.3.2.2. Практический эксперимент. Диагностика внутреннего корпуса криогенной цистерны транспортной. 49
2.4 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 53
.3. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИНЯТЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 54
3.1. Расчёт затрат на проведение акустико-эмиссионного диагностирования цистерны криогенной объёмом 500л 54
3.2. Расчёт экономической эффективности мероприятия по диагностике цистерны транспортной криогенной 61
3.3. Оценка социального и экологического эффекта 64
3.4. Выводы по результатам раздела 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 69

Весь текст будет доступен после покупки

Криогенный газификатор – это устройство, которое применяется для хранения, газификации, перевозки сжиженных газов, таких как кислород, азот, аргон и другие. Криогенный газификатор основан на принципе извлечения тепла из жидких газов с помощью нормальной теплопередачи. На входе устройства жидкий газ подвергается испарению и подается в камеру, где осуществляется процесс испарения. Затем газ проходит через систему теплообмена, где тепло отводится и вещество переходит в газообразное состояние. Газифицированное вещество выходит из устройства через отдельный выходной канал. Криогенный газификатор используется в различных областях, таких как медицина, промышленность, строительство.
Метод акустической эмиссии (МАЭ) является активно развивающейся методикой контроля механических свойств материалов. Он представляет собой неинвазивный, неразрушающий способ мониторинга повреждений, основанный на регистрации звуковых сигналов, эмитируемых материалом в процессе его деформации.
Акустическая эмиссия (АЭ) стала широко использоваться для мониторинга процессов и контроля качества в производственных процессах с момента ее открытия в начале 1950-х годов в Германии. Первоначально метод применялся для разрушающих испытаний конструкций (особенно резервуаров и сосудов под давлением), позднее он также стал методом контроля в производстве ввиду отличной чувствительности к параметрам процессов мониторинга. [12,15,17]

Весь текст будет доступен после покупки

Криогенный газификатор является незаменимым атрибутом в нефтегазовой промышленности, в особенности на территориях арктического характера, где поставки газа по трубопроводу являются весьма проблематичными.
Использование сосуда под давлением распространено в обрабатывающей промышленности, которая включает в себя нефтеперерабатывающие заводы, химические заводы и заводы по производству удобрений. Вращающееся оборудование, как следует из названия, имеет по крайней мере один вращающийся компонент. Насосы, воздуходувки, компрессоры и мешалки — вот лишь несколько примеров. Нормы проектирования роторного оборудования разнообразны, и в них часто используются запатентованные конструкции, поскольку разработка требует многолетнего проектирования, производства и рабочего продукта. Следовательно, в Rotary Equipment создатель и производитель, как правило, одно и то же. Корпорация или частное лицо годами работают над созданием своего продукта, а также получают обратную связь и вносят небольшие изменения. В 19 веке резко возросла потребность в защите рабочих от неисправностей и использовании котлов, работающих при давлении, значительно превышающем давление воздуха. Котлы и суда, работающие в таких условиях, часто приводят к катастрофическим отказам. Было предпринято несколько попыток стандартизировать критерии проектирования и расчеты, но поскольку конструкции котлов различались, производители и пользователи сосудов под давлением в 1911 году обратились за советом к Ассоциации ASME о том, как решить эту проблему. После этого, в 1915 году, ASME выпустила первую американскую версию Кодекса ASME по котлам, в настоящее время известного как Раздел I. Были введены коды. Сосуды под давлением и котлы клепали до 1930 года, когда был построен первый сварной сосуд. Сверление и затягивание заклепок использовались для создания соединений путем «перекрытия» пластин или использования полос, которые помещались на соединения. Считалось, что каждая заклепка оказывает давление в определенной области влияния, обеспечивая устойчивость оборудования. Инженеры традиционно создавали сосуды под давлением, используя стандартные критерии прочности материалов. Однако теперь они интегрированы с: неразрушающим контролем (НК), факторами защиты и т. д. [6,77,79]
Сосуды под давлением представляют собой закрытый сосуд, который используется для хранения газов и жидкостей при давлении выше атмосферного. Частями сосуда под давлением являются патрубки, кожух, фланцы, опорные плиты, головки, внутренние элементы, седла, лестницы и т. Д. Сосуды под давлением можно классифицировать, как показано на рис. 1.

Весь текст будет доступен после покупки

1. A.C. Mpalaskas, T.E. Matikas, D.G. Aggelis. Acoustic monitoring for the evaluation of concrete structures and materials // Acoustic Emission and Related Non-Destructive Evaluation Techniques in the Fracture Mechanics of Concrete (Second Edition). 2021. pp 257-280. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-822136-5.00013-7
2. Akhand Rai, Jong-Myon Kim. A novel pipeline leak detection approach independent of prior failure information // Measurement. 2021.Vol 167. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.108284
3. Ali H. AlAteah, Khaled A. Alawi Al-Sodani, Moruf Olalekan Yusuf, Adeshina A. Adewumi, Mohammed M.H. Al-Tholaia, Azeez Oladipupo Bakare, Ibrahim Momohjimoh c, Abdullahi Kilaco Usman. Modelling of strength characteristics of silica fume/glass ternary blended concrete using destructive and non-destructive testing methods // Journal of Materials Research and Technology. 2023. Vol. 22. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.11.180
4. Aneta Olszewska. Using the acoustic emission method for testing aboveground vertical storage tank bottoms // Applied Acoustics. 2022. Vol. 188. https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2021.108564
5. Atabak Pourdadash Fardnam, Abdullah Maleki, Mehdi Ahmadi Najafabadi. Investigation of buckling of laminated composites repaired by resin injection using acoustic emission and cohesive zone simulation method // Composite Structures. 2022. Vol. 298. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2022.116008
6. Sendrowicz, A.O. Myhre, A.V. Danyuk, A. Vinogradov. Dislocation kinetics explains energy partitioning during strain hardening: Model and experimental validation by infrared thermography and acoustic emission // Materials Science and Engineering: A. 2022. Vol. 856. https://doi.org/10.1016/j.msea.2022.143969
7. Bin Pan, Caterina Capponi, Silvia Meniconi, Bruno Brunone, Huan-Feng Duan. Efficient leak detection in single and branched polymeric pipeline systems by transient wave analysis // Mechanical Systems and Signal Processing. 2022. Vol. 162. https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2021.108084

Весь текст будет доступен после покупки