УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПАСА ПРОЧНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для оперативного определения местоположения сечений трубопроводов высокого давления с опасными динамическими и окружными (полными) напряжениями.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к преддагаемому техническому решению является устройство  определения запаса прочности технологического оборудования компрессорных станций магистральных газопроводов, содержащее вибропреобразователи, первый и второй виброизмерительные каналыСсм.ас, СССР  1566249 МПК G OIM 7/00, Р 04П;27/02 опубл. 1989).
Известным техническим решением определяют местоположение опасного сечения и уровень динамических напряжений в этом сечении.
Однако, известное техническое решение местоположение опасного сечения определяет с большой погрешностью и, соответственно, определяет уровень динамических напряжений в нем с большой погрешностью. Также известным техническим решением не определяется величина полного напряжения в опасном сечении, в результате чего нельзя сделать заключение о запасе прочности технологического оборудования компрессорных станций(КС) магистральных вазопроводовСМГ).
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой полезной модели - повышение достоверности определения местонахождения опасного сечения в технологическом оборудовании КС МГ и определение запаса прочности в этом сечении.
- 2 -
-местоположение (} опасного сечения;
-динамическое напряжение ( 6-1) в этом сечении ;
-окружные напряжения ( о ) ;
-эквивалентный запас прочности (п,экв);
-зону технического СООТОЯЕШЯ технологического оборудования: Допустимо /Принять меры, Недопустимо.
На фигЛ представлена структурная схема предлагаемого устройства определения запаса прочности технологического оборудования КС МГ ;
На фиг. 2 - алгоритм его работы;
На фиг. 3- график определения погрешности измерений динамических напряжений;
на фиг. 4- диаграмма усталости циклов нагружения;
Устройство определения запаса прочности технологического оборудования КС МГ содержит первый вибропреобразователь (Д1) I, второй вибропреобразователь (Д2)2, первый 3 и второй 4 виброизмерительные каналы, выходы которых соединены со входом микропроцессорного устройства (МПУ)5, содержащего переключатель аналоговых каналов (АП)6,выход которого соединен с последовательно соединенными аналого-цифровым преобразователем (АЦП), арифметическим устройством (АУ)8, оперативным запоминающим устройством (ОЗУ)9. Первый вход устройства управления (УУ)10, подключен к выходу постоянного запоминающего устройства (ПЗУ)II, первый выход устройства управления(УУ)10 соединен с переключателем аналоговых сигналов (АП)6, второй и третий выходы устройства управления (УУ) 10 подключены, соответственно к у1фавляющим входам арифметического устройства (АУ) 8 и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ)9. Выход оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 9 соединен со входом блока , индикации (БИ)12, выходы которого соединены с блоком сигнализации (БС)13, который выдает обработанную информацию о техническом состоянии объекта Допустимо,Принять меры, Недопустимо. Цульт управления(ПУ) 14
- 3 через устройство управления (УУ)10 связан с оперативным запоминающим устройством (ОЗУ)9.
Предлагаемое устройство определения запаса прочности технологического оборудования КС 1Ш работает следующим образом:
Сигналы от первого и второго 2 вибропреобразователей поступают через идентичные первый 3 и второй 4 виброизмерительные каналы на вход микропроцессорного устройства (М1У)5 и подключены ко входам аналогового переключателя (АЛ)6, который подключает последовательно во времени ко входу аналого-цифрового преобразователь(А1Щ)7 сигналы от первого I и второго 2 ви|||ропреобразователей. Частота работы аналового переключателя (АЛ)6 определяется скоростью работы аналогоцифрового преобразователя (АЦП) и арифметического устройства (АУ)8 и превышает многократно частотный диапазон измеряемых вибросигналов, вследствие чего задержки во времени не сказываются на результатах обработки исходных виброционных сигналов.
Величины измеренных вибросигналов в цифровом виде поступают в арифметическое устройство (АУ)8, где производятся вычисления, относящиеся к определению параметров технического состояния технологического оборудования КС МГ.
Константы, используемые в вычислениях, вводятся с пульта управления (П7) 14 через устройство управления (УУ)10 в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 9 и используются в соответствии с алгоритмом работы устройства определения запаса прочности технологического оборудования КС МГ. В оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)9 также заносятся результаты вычислений, поступающие из арифметического устрой ства (АУ)8. Результаты вычислений, занесенные в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)9, выводятся на блок индикации(БИ)12.Микропроцессорное устройство (МПУ)5 управляется постоянным запоминающим устройством (ПЗУ) II, в котором записан алгоритм работы предлагаемой
- 4 полезной модели,
Описанойе алгоритма работы С ом, фиг. 2) предлагаемой полезной модели:
Алгоритм измерения и вычиоления параметров техничеокого ооотояния технологичеокого оборудования КС МГ выполняется последовательно во времени сразу после включения предлагаемого устройства после сигнала  (сброс).
Алгоритм состоит из следующих блоков:
Блок I, Измерение и запись в цифровом виде величины сигнала, поступающего с первого виброизмерительного канала - 5
Блок 2, Измерение и запись в цифровом виде величины сигнала, поступающего со второго виброизмерительного канала- 5
Блок 3, Вычисление расстояния от первого вибропреобразователя (Д1)1 до местонахождения опасного сечения трубопровода определяют по формуле (см,а. с, СССР Ш651126 МШ  6 OIM 7/00,Р 04Д2 7/02, опубл, 1989),   CI), где:
/-//тт та
J - расстояние от первого вибропреобразователя до местонахождения опасного сечения трубопровода, м;
А- расстояние меаду вибропреобразователями(Д1) I и {Д2)2(вводится с ПУ 14), м ; А - постоянный коэффициент, аависяпщй от диаметра трубопровода
(вводится с пульта управления( ПУ) 14 J (700-1400 мм) равный 0,96-0,98 для жестких опор и 0,92-0,96-для нежестких опор Ь - уровень виброперемещения первого виброизмерительного канала,
Блок 4. Вычисление основного параметра- динамического напряжения в местоположении опасного сечения трубопровода определяют по формуле (см.а.с. СССР Ш566249 МШ G ОШ 7/00 опуб. 1987).
6  БД,, S (2), где :
. - динамическое напряжение в местоположении опасного сечения трубопровода, гс/см
Б - коэффициент, зависящий от технологических допусков на изготовление трубопровода,равный(1,5-1,6)-/ (7 (вводится с пульта управления (117)14,
Дтр - диаметр трубопровода (вводится с пульта управления (ПУ) 14, мм В предлагаемой полезной модели определяют параметр с с
заменой вычисления отношения величин 6 i/
вычислением разности этих величин.
При этом формула(2) преобразуется в вид:
,  ( , - ),(3)
Т.е.В формуле (2) погрешность вычислительной величины возводится в квадратную степень, а в формуле(3) имеет коэффициент 2, откуда видно, что при этом значительно уменьшается погрешность определения параметра (f .
Например, если измеренные величины 5/ и  обозначить условно числами равнйми 100, погрешность измерения этих величин принять также равной J  10, то суммарная погрешность при вычислении по формуле (2): во-первых нелинейна(в силу квадратной степени), во-вторых -имеет большие величины при малых (единицы метров) расстояниях меаду вибропреобразователями, что важно как раз на наиболее подверженных разрывам участках технологических трубопроводов компрессорных станций магистральных газопроводов; при этом погрешность будет равна:
- X 100 10 (4)
При вычислении по формуле(3) погрешность будет равна:
.,,5.J   |(./ j-/7-jr/% (5)
На .фиг.З изображен сравнительный график зависимости пошрешностей от равных амплитудой  с допуском, равный погрешности S  Ю для обеих величин.
Блок 5 С пятого блока алгоритма начинается осуществление программы вычислений величин, не входящих в известное техническое решение,
По данным, введенным с пульта управления(П7) 14 :
Дрр- диаметру трубопровода, м;
толщине стенки трубопровода, мм;
Ег - давление газа в трубопроводе, МПа;
и по измеренной величине динамического напряжения ( вычисляют окружное (полное) напряжение в местоположении опасного сечения б по диаграмме усталости несимметричных циклов нагруженияС диаграмма Хэя) в табличном виде С см. фиг. 4)
Блок 6. В блоке алгоритма по найденным координатам точки С (см.фиг.4) вычисляют величины отрезков ОС  и определяют величины запаса эквивалентной прочности трубопровода:
- 7 б  (- условие Допустимо ; 6 ( условие Принять меры ; d б- условие Недопустимо, где ct- А Допустимо,Принять меры,Недопустимо -зоны технического состояния трубопроводов. б.оГ  в соответствующих точках Д,Е, (см.фиг.4) Блок 8. Осуществляет вывод на блок индикации (БИ) 12 одного из найденных параметров. Блок 9. В зависимости от выполнения условий, установленных в блоке 7; блок 9 осуществляет световую индикацию Допустимо /Принять меры или Недопустимо. Дяя- ввода необходимых коэффициентов и управления индикацией служит часть программ, работающей в режиме прерывания с ПУ. В блоке 10 переключается режим индикации. в Влоке II осуществляется выбор величин, отображенных на индикаторе. В блоке 12 задаются параметры, используемые в вычислениях описанного алгоритма. В данной полезной модели с целью использования в алгоритме работы устройства расчетных формул использованы диаграммы ( см «Нормы вибрации трубопроводов технологического оборудования компрессорных станций с центробежными нагнетателями, М., ВНИИГАЗпром, 1985, с. 4,5), Предлагаемая полезная модель по сравнению с известным техническим решением позволяет достоверно определить местонахождение опасного сечения в технологическом оборудовании КС МГ и определить запас прочности в этом сечении. В предлагаемой заявке имеется Ноу-хау. При использовании npeiлагаемого технического решения необходимо обратиться к авторз.