Методы диагностики компрессорного оборудования в нефтяной и газовой промышленности
Последний раз глобальная модернизация основных производственных фондов (ОПФ, — ред.) в нефтяной и газовой промышленности прошла практически в начале 90-х годов прошлого столетия. Эксперты заявляют, что износ ОПФ в настоящее время составляет приблизительно 60-80%. Подобная ситуация в отрасли соответственно ведет к увеличению аварийности и техническим инцидентам. Государство, понимая сложность проблемы, разрабатывает федеральные программы, цель которых как раз и состоит в модернизации этой стратегической сферы отечественной экономики.
Для реализации этого проекта, в первую очередь, необходимо провести качественную диагностику всего нефтегазохимического оборудования на предмет определения его остаточной стоимости. Более того, для эффективного функционирования всего технического парка отрасли требуется изменение системы контроля над ним и переход на совершенно другую систему ремонтных работ. Речь идет о переходе на ремонт основных производственных фондов в зависимости от их состояния и остаточной стоимости, а не от регламентного плана в этой области.
Проблемы диагностики оборудования крайне показательны на примере компрессорной техники, широко используемой на современных производствах нефтяной и газовой промышленности.
Существуют разнообразные методы, которые используют в нефтегазовой отрасли при определении фактического технического состояния оборудования.
Для предварительного обследования, как правило, применяется органолептический метод диагностирования. Этот достаточно простой способ. Если оборудование в рабочем состоянии издает шумы, которые не наблюдались ранее, а именно постукивание, а также происходит увеличение температуры, то это означает одно – механизм находится в неисправном состоянии. Места, которые плохо доступны для обследования, проверяются посредством эндоскопов, имеющих различную конструкцию и принцип функционирования. Они бывают линзовые, волоконно-оптические, жесткие и гибкие. Существуют также бороскопы, фиброскопы, а также видеоэндоскопы. Их конструкция предусматривает встроенную световую систему и видеокамеру, благодаря чему, эксперт всегда может увидеть исследуемое место объекта на дисплее.
Подобный мониторинг оборудования дополняется стробоскопическим способом исследования.
В случае неисправностей основных механизмов, где появляются посторонние звуки, используются стетоскопы.
В настоящее время в диагностической практике нефтяной и газовой промышленности, и в частности компрессорного оборудования, используются показатели (параметры), которые показывают фактическую оценку его состояния. Эта диагностика называется параметрической. Она осуществляется для оценки состояния клапанов (поршневых) и герметичности разнообразных уплотнительных деталей. Также посредством ее можно контролировать параметры цилиндро-поршневой группы и частей центробежных машин. Для этого снимаются показатели состояния оборудования:
- определение температурного режима и расход воды (охлаждающей) в цилиндрах и холодильнике;
- потребление тока электродвигателем;
- данные о производительности, температуре и давлении компрессора.
Эта информация поступает на центральный пульт управления производством. Дополнительно оценивается вибрация исследуемого объекта, температурный режим подшипников и давление масла.
Методология диагностики компрессоров центробежного типа на основании газодинамических показателей показывает фактическое качественное, а также количественное воздействие на характеристики составных частей исследуемого механизма.
Так, например, в Московском государственном техническом университете им Н.Э. Баумана была разработана эффективная система, полностью автоматизированная, которая способна мониторить состояние 60 параметров компрессоров поршневого типа, протекающих в медленном режиме и около 10 показателей, проходящих в быстром темпе. К первой группе относятся следующие критерии – производительность объекта, давление, температурный режим и т.д. Вторая группа параметров включает в себя передвижение запорных клапанов, диаграмма (индикаторная) и т.д.
Трибодиагностика – это методика, диагностирующая состояние деталей, которые в рабочем режиме подвергаются постоянному трению. Ее смысл в исследовании смазочных материалов. Анализируя пробы отработанных масел, фиксируется содержание в них определенных веществ, которые, как раз, и показывают степень износа обследуемого объекта.
Также существует способ так называемой поверхностной активации. Этот метод заключается в степени активности излучения специальной радионуклидной отметины, которая устанавливается на объект. В результате уменьшения этого вещества в процессе работы механизма по специальной расчетной методике определяется износ оборудования.
Особой популярностью по определению реального и фактического состояния износа оборудования в последнее время пользуется метод вибрационного анализа. При его проведении снимаются вибрационные характеристики. Проводя исследование колебательных движений также можно определить физическое состояние объекта исследования.
В последнее время широко применяется обследование оборудования посредством аналитического исследования прочности узлов и механизмов. Существует способ, который основан на расчете динамических и статических прочностных характеристик различных частей компрессора.
При полноценном диагностическом анализе оборудования часто используется комплексная система, которая моделирует динамику конкретных узлов механизмов и их износ.
Использование методик, позволяющих оценить фактическую остаточную стоимость основных производственных фондов, и анализ всех выявленных усталостных дефектов, помогает собрать необходимый материал для реализации на обследуемом объекте целевых программ по модернизации конкретного оборудования. Это очень актуально в условиях, когда нефтяная и газовая отрасль требует срочного технического перевооружения. Именно для этого в последнее время руководство компаний используют мобильные системы диагностики своего технического парка.