ОСОБЛИВОСТІ ДІАГНОСТУВАННЯ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ТРУБОПРОВОДІВ НИЗЬКОЧАСТОТНИМИ СПРЯМОВАНИМИ ХВИЛЯМИ НА ОСНОВІ ТЕОРІЇ РОЗПІЗНАВАННЯ ОБРАЗІВ
Authors: Бондаренко О. Г.  
Published: August 2023

На основі аналізу теоретичних основ та практичних аспектів методів й основних принципів побудови систем розпізнавання образів у різних галузях науки і техніки визначена сутність основних понять методології розпізнавання образів стосовно її використання у задачах оцінки технічного стану промислових об‘єктів методами неруйнівного контролю та технічного діагностування. Наведена сутність поняття «образ» та його використання у гідролокації для отримання образів акустичних зображень при виявленні підводних човнів та реєстрації сейсмічних сигналів при пошуку родовищ нафти. Подана математична задача класифікації образів на основі відокремлених функцій, яка полягає в розділенні всього простору ознак образів до відповідних класів з застосуванням елементів порогової логіки на розділюючих межах між класами.

На основі розробленої класифікації відбивачів низькочастотної ультразвукової спрямованої хвилі обґрунтована класифікація множини контрольних образів відбивачів технологічного трубопроводу, які розділені на відповідні підмножини контрольних образів, що відносяться до трьох кластерів (груп). Складовими кластерів є підмножини контрольних образів, що відображають відповідно технологічні, конструктивні та експлуатаційні відбивачі технологічного трубопроводу. Підмножини контрольних образів кожного кластеру розділені відповідно на симетричні та асиметричні. Для застосування теорії розпізнавання образів у процедурі діагностування технічного стану технологічного трубопроводу системами низькочастотного контролю спрямованими хвилями визначено основні поняття суті контрольних та діагностичних образів, ознаки наведених образів стосовно експлуатаційних відбивачів трубопроводу.

На основі аналізу експериментальних досліджень, наведених у зарубіжних наукових виданнях, визначено розв‘язуючі межі ознак діагностичних образів, які прийняті в системах низькочастотного контролю спрямованими хвилями протяжних трубопроводів і які відповідають втратам металу в поперечному перерізі стінки труби, що дозволяють розділити ознаки контрольних образів експлуатаційних відбивачів на три класи. Такі розділюючі межі визначені на рівні 9 % та 12 % втрат металу в поперечному перерізі стінки труби.

Виконано аналіз процедури контрольно-діагностичного процесу при визначенні технічного стану технологічних трубопроводів з застосуванням систем низькочастотного ультразвукового контролю спрямованими хвилями, яка ґрунтується на операції ідентифікації втрат металу стінки труби протягом часу експлуатації трубопроводу. Розроблена структурна схема процедури контрольно-діагностичного процесу, в основу якої покладено правило порогової ідентифікації дефектів з використанням логічної двійкової системи кодування інформації, що реалізується за допомогою порогових елементів.

Описано спосіб попереднього представлення підмножин контрольних образів, отриманих від технологічних і конструктивних відбивачів трубопроводу, та підмножини експлуатаційних контрольних образів, розділених на три класи, що знайшли своє відображення при розробці формату шкали численних, накладених один на одного, А-сканів на дисплеї системи Teletest при контролі дільниці трубопроводу.

Проаналізовано особливості ідентифікації втрат металу у поперечному перерізі стінки труби із-за дефекту. Показано, що за даними контролю технічного стану трубопроводу з використанням системи низькочастотного контролю спрямованими хвилями неможливо обґрунтувати інформацію про глибину ураження стінки труби, яку можуть дати тільки фізичні методи вимірювання товщини стінки за допомогою засобів товщинометрії. Розроблена схема алгоритму оцінки втрат металу стінки труби, яка ілюструє, що висновок про наявність дефекту та ступінь ураження стінки труби з використанням системи низькочастотного контролю спрямованими хвилями роблять за амплітудою відбитого сигналу. Але така оцінка є не прямою, тобто якісною. Величина потоншення стінки труби, виміряна товщинометром, є прямою, тобто кількісною. Між ними немає прямої кореляції, тому що використовуються різні фізичні способи та засоби оцінки.