Тепловизионная диагностика дымовых труб Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

№9/2015

ISSN 2410-6070

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»

1000 UzVv

I/ _ z р

где Uz - подача на зуб, мм; t - шаг зубьев, мм.

Из выражения (4) можно определить подачу на зуб:

и =

К*

10001/'

С учетом выражений (3)...(5) выражение для расчета усилия резания будет иметь вид:

(4)

(5)

(6)

Список использованной литературы:

1. Апхудов Т.М. Обоснование технологической схемы агрегата и принципиальной схемы пилы с электрическим приводом [Текст] / Т.М. Апхудов, Л.З. Шекихачева // Международный научный журнал «Символ науки».- 2015.- №7/2015, т.1.- С. 14-15.

2. Апхудов Т.М. Обоснование технологических параметров садовой пилы с электрическим приводом [Текст] / Т.М. Апхудов, Л.З. Шекихачева // Международный научный журнал «Символ науки». - 2015.-№7/2015, т.1.- С.16-17.

3. Шекихачев Ю.А. Исследование динамических процессов в системе «сельскохозяйственная машина -ствол плодового дерева» [Текст] / Ю.А. Шекихачев // Сборник научных трудов Ставропольской государственной сельскохозяйственной академии «Механизация с.х. производства». - Ставрополь: СтГСХА, 1997.- С.64-66.

4. Шомахов Л.А. Машины по уходу за почвой в садах на горных склонах [Текст] / Л.А. Шомахов, Ю.А. Шекихачев, Р.А. Балкаров // Садоводство и виноградарство.- №1.- 1999.- С. 7-9.

© Т.М. Апхудов, Л.А. Шомахов, Ю.А. Шекихачев,2015

УДК 697.85

Р.А. Бабушкин

инженер-эксперт ООО «Корпорация Альтон» г.Ижевск, Российская Федерация Д.С.Гмызов инженер-эксперт ООО «Корпорация Альтон» г.Ижевск, Российская Федерация Ю.П.Иванов инженер-эксперт ООО «Корпорация Альтон» г.Ижевск, Российская Федерация

ТЕПЛОВИЗИОННАЯ ДИАГНОСТИКА ДЫМОВЫХ ТРУБ

Аннотация

В статье рассматриваются проблемы контроля и диагностики дымовых труб, причины повреждения их при эксплуатации, возможности выявления дефектов методом тепловизионной диагностики. Необходимость проведения тепловизионной диагностики дымовых труб

52

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2015 ISSN 2410-6070

Ключевые слова

Дымовые трубы, тепловизионная диагностика, тепловизор

Основные промышленные мощности и объекты электроэнергетики России построены в советский период. В последние годы на объектах энергетики практически не ремонтировались и не заменялись новыми основные производственные фонды. Сооружения и оборудование близки к исчерпанию своего рабочего ресурса. Высокий уровень физического износа является основной причиной выхода из строя, обрушения дымовых труб.

Дымовые трубы - это конструктивно сложный и важный элемент основных сооружений теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) и тепловых электростанций (ТЭС), а также нефтехимических, металлургических, газоперерабатывающих и других заводов и промышленных предприятий. Основная функция дымовой трубы - отвод дымовых газов и их рассеивание в атмосферном воздухе. Поэтому выход из строя дымовой трубы приводит к отключению энергетических мощностей (электрической и тепловой энергии) и остановке технологических производств, а также к существенным финансовым затратам на восстановление поврежденных труб.

Тепловизионная съемка, реализуемая в инфракрасном (ИК) диапазоне, является неотъемлемым мероприятием при проведении экспертизы промышленной безопасности и позволяет определять потери тепловой энергии. Тепловизионная диагностика проводится с целью обнаружения дефектов и повреждений обследуемых объектов. Своевременное выявление и устранение дефектов требует существенно меньших затрат, чем в случае, когда имеющийся дефект приводит к возникновению аварийной ситуации на объекте. По результатам тепловизионной съемки обязательно составляется карта выявленных дефектов и повреждений обследуемого объекта, определяется необходимость проведения профилактического или аварийного ремонта, а также планируются последующие обследования.

В зависимости от используемых материалов и конструктивных особенностей, дымовые трубы подразделяются на следующие типы:

• кирпичные, с футеровкой из глиняного кирпича, огнеупорных или кислотоупорных изделий;

• монолитные железобетонные, с прижимной футеровкой из глиняного кирпича и кислотоупорных изделий, с футеровкой и вентилируемым зазором, с внутренним стволом или несколькими внутренними стволами;

• сборные железобетонные, с футеровкой или без нее;

• металлические, свободностоящие или на растяжках, футерованные или с внутренними стволами.

Дымовые трубы, с одной стороны, находятся под непрерывным воздействием внешних природных факторов. С другой стороны, под непрерывным воздействием на внутренние поверхности высокотемпературных агрессивных газовых потоков, которые снижают характеристики строительных материалов. Все эти факторы снижают расчетный срок службы дымовой трубы.

Причинами повреждения дымовых труб во время их эксплуатации являются механические (силовые, температурно-влажностные), химические и комбинированные воздействия.

Повреждения от силовых воздействий вызваны отклонениями фактических условий эксплуатации от проектных. В последние годы значительное количество дымовых труб работают с недогрузом, т.е. к ним подключено или работают меньшее количество котлов, чем предусмотрено проектом. Для предупреждения проникновения дымовых газов в толщу стен кирпичных и железобетонных труб не допускается избыточное статическое давление, которое может возникать при больших скоростях дымовых газов и так же является одной из основных причин разрушения. Дымовые газы через швы футеровки проникают в зону с температурой материала ниже точки росы. Образуется конденсат, который приводит к разрушению кладки. Разрывы, трещины, сколы кирпича, бетона, искривление ствола, крены и осадки фундаментов, искривление и выпучивание участков стен и футеровки ствола и др. являются характерными повреждениями от силовых воздействий.

53

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2015 ISSN 2410-6070

Повреждения от температурно-влажностных воздействий также связаны с изменением условий эксплуатации. Многие предприятия перешли с твердого и жидкого топлива на сжигание природного газа. Это приводит к тому, что фактические условия эксплуатации кардинально отличаются от проектных. Так, например, изменение температуры выводимых газов часто приводит к смещению точки росы внутрь ствола трубы и ускорению коррозионных процессов. В зимнее время, при отрицательной температуре наружного воздуха, конденсат замерзает, что приводит к разрушению материала дымовой трубы. Поэтому перевод котлов на непроектные виды топлива, отклонение их режимов работы от проектных значений должны сопровождаться соответствующими расчетами для создания условий безопасной эксплуатации дымовых труб.

Отслоение кирпича и бетона лещадками, вертикальные и горизонтальные трещины, образование конденсата и наледей - это проявление повреждений, вызванных температурно-влажностным воздействием на дымовую трубу.

Химическое воздействие агрессивных сред порождает такие повреждения, как химическая и электрохимическая коррозия бетона, раствора, металла, разрушение защитных покрытий. Данный вид повреждений является наиболее опасным, так как вызывает наибольшие разрушения.

Так, например, сильное разрушительное воздействие дымовых газов приходится на оголовок -выходную часть дымовой трубы. Это связано с явлением самоокутывания, когда часть дымовых газов опускается вдоль наружной поверхности с подветренной стороны. Смешиваясь с воздухом, соприкасаясь с поверхностью трубы, дымовые газы охлаждаются и содержащиеся в них водяные пары конденсируются. Эта жидкая агрессивная среда и вызывает разрушение окутываемого участка трубы.

Таким образом, многие дымовые трубы в современных условиях эксплуатируются с отступлениями от проектных условий и без надлежащего контроля текущего состояния. Стоимость, длительность и качество ремонта напрямую зависят от своевременного проведения технической диагностики, обнаружения дефектов, влияющих на работоспособность дымовой трубы.

Тепловизионная диагностика - это метод неразрушающего контроля, проводящийся с целью определения технического состояния эксплуатируемых дымовых труб, прогнозирования периода безотказной работы до следующей проверки, определение объема и места проведения ремонта, оценки качества ремонтных работ. Проведение тепловизионного обследования не требует остановки трубы с отключением технологического оборудования и позволяет сузить зоны для визуального и приборного обследований.

Основанием для проведения теплового контроля дымовых труб в настоящее время являются РД 03 -610-03 «Методические указания по обследованию дымовых и вентиляционных промышленных труб», СП 13-101-99 «Правила надзора, обследования, проведения технического обслуживания и ремонта промышленных дымовых и вентиляционных труб», РД 153-34.0-20.364-00 «Методика инфракрасной диагностики тепломеханического оборудования», «Методика тепловизионной диагностики дымовых труб и газоходов».

Согласно п.4.5. РД 03-610-03 «С целью получения своевременной информации о техническом состоянии дымовой железобетонной или кирпичной трубы в целом и имеющихся дефектах в ее конструкции в необходимых случаях (не реже одного раза в 5 лет) производится тепловизионное обследование». Эти случаи также оговорены в этом документе:

• перегрев оболочки трубы, выявленный с помощью контактных приборов в результате наружного обследования, относительно проектных значений;

• протечки конденсата, намокание и обледенение в зимнее время наружной поверхности дымовой трубы;

• определение фактического состояния конструкции дымовой трубы (наличие проектных конструктивных элементов: теплоизоляции, прижимной кладки, ширины зазора и т. д.) при выявлении в ходе обследования в контрольных местах вскрытия футеровки, монтажных проемов, отбора проб из оболочки (на всю ее толщину);

• значительное охлаждение дымовых газов в газоотводящем стволе относительно расчетных величин;

54

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2015 ISSN 2410-6070

• отсутствие эффекта в работе вентиляционной системы на трубах с противодавлением;

• проведение ремонтных работ по восстановлению или повышению теплозащитных свойств конструкции дымовой трубы.

Согласно РД 153-34.0-20.364-00 тепловизионную диагностику дымовой трубы можно проводить круглосуточно при отсутствии солнца, дождя, тумана и снегопада. При ее проведении рекомендуется выбирать не менее 3-х точек, с которых будет проводиться съемка. Предельное расстояние от точки съемки до дымовой трубы не должно превышать 200м.

Тепловизионное обследование позволяет с помощью инфракрасной техники определить местные температурные аномалии на поверхности ствола трубы (рис. 1), которым могут соответствовать некачественные швы бетонирования, трещины несущего ствола, понижение сопротивления газопроницаемости материала, зоны разрушения ствола или футеровки, нарушение или отсутствие теплоизоляции и т.п.. С точки зрения применения тепловизионного метода, дефекты ограждающих конструкций дымовой трубы, работающей в переменном температурном режиме и часто в агрессивной среде, можно условно разделить на 2 группы:

• дефекты, связанные с нарушением целостности ограждающих конструкций (трещины, разрушения несущего слоя бетона, нарушение футеровки, коррозия и т.д.);

• дефекты, связанные с изменением теплопроводности и сопротивления газопроницаемости материалов (пористости бетона, образование пустот, изменение влажности и т. д.).

Точка ТХ Е Тс X

А 4,4 0.96

В 4.3 0.96

С 7.6 096

D 7.S 096

Е 13.2 096

Рисунок 1 - Термограмма и фотография верхней части дымовой трубы с зонойсамоокутывания и дефектом оголовка. Повышение температуры по наружной поверхности ствола до +13,2оС (точка Е) на оголовке трубы вызвано эффектом «самоокутывания», вызванного недостаточной скоростью уходящих дымовых

газов.

55

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»

№9/2015

ISSN 2410-6070

Рисунок 2 - Термограмма и фотография ствола дымовой трубы с наличием трещин. Распределение температуры на контур-линиях 1,2 (температурные аномалии в местах расположения трещин)

подтверждает наличие трещины в стволе трубы.

Обе группы дефектов, в конечном счете, проявляются в виде температурных аномалий на наружной поверхности ствола. Обнаружение скрытых дефектов основано на использовании принципа сравнения текущей зоны с эталонной (бездефектной). Эталонная зона указывается из технологических соображений или определяется в ходе тепловизионной съемки.

Таким образом, можно резюмировать следующее. Тепловизионная диагностика опасных производственных объектов промышленных предприятий является важной и неотъемлемой частью контроля и диагностики технического состояния дымовых труб. Своевременное проведение тепловизионного обследования, не требующего остановки производственных процессов, позволяет на ранней стадии выявить дефекты, спрогнозировать их развитие. Анализ выявленных дефектных участков позволит проводить дальнейшее полное инструментальное обследование дымовой трубы на локальных участках, что снижает затраты по сравнению с полным обследованием без предварительного проведения тепловизионной диагностики. А своевременный ремонт даст возможность эксплуатировать дымовые трубы без аварийных ситуаций и остановок технологических процессов.

Список использованной литературы:

1. Дымовые трубы / А.М. Ельшин, М.Н. Ижорин, В.С. Жолудов, Е.Г. Овчаренко; Под редакцией С.В. Сатьянова. - М.: Стройиздат, 2001. - 296 с.

56

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2015 ISSN 2410-6070

2. Методические указания по обследованию дымовых и вентиляционных промышленных труб: РД 03-61003: утв. Госгортехнадзор России, постановление №95 от 18.06.2003: зарегистрирован Министерством Юстиции Российской Федерации 20.06.2003, регистрационный номер №4781. - М.: ОАО НТЦ «Промышленная безопасность», 2008. - 35, с.

3. Рекомендации по приемке строительства, реконструкции и ремонта дымовых труб тепловых электростанций и котельных: СО 153-34.21.408-2003: утв. Минэнерго России, приказ №283 от 30.06.2003: введен в действие с 30.06.2003. - М.: ЦПТИ ОРГРЭС, 2005. - 59, с.

4. Рихтер Л.А. Тепловые электрические станции и защита атмосферы. М.: Энергия, 1975. 312 с.

5. Вавилов В.П. Тепловые методы неразрушающего контроля (справ.). - М., Машиностроение, 1991. — 250 с.

6. Правила надзора, обследования, проведения технического обслуживания и ремонта промышленных дымовых и вентиляционных труб: СП 13-101-99: утв. Госстрой России, постановление №2 от 14.07.1999: введен в действие с 01.01.2000. - М.: ГУП ЦПП, 1999. - 34, с.

7. Методика инфракрасной диагностики тепломеханического оборудования: РД 153-34.0-20.364-00: утверждена РАО ЕЭС России 26.04.2000: введена в действие с 01.05.2000. - М.: ОРГРЭС, 2000. - 67, с.

© Р.А. Бабушкин, Д.С. Гмызов, Ю.П. Иванов, 2015

УДК 004

А.В. Бобровских

Начальник научно-исследовательской лаборатории НИЦ (образовательных и информационных технологий) ВУНЦ ВВС «ВВА имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина»

г. Воронеж, Российская Федерация

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ФОРМ ОПЕРАТИВНОЙ ПОДГОТОВКИ В СИСТЕМЕ

ВОЕННОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОЗДУШНО-КОСМИЧЕСКИХ СИЛ НА ОСНОВЕ ОПЫТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДАННЫХ ФОРМ ОФИЦЕРАМИ, ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ПРОГРАММАМ МАГИСТРАТУРЫ В КАЧЕСТВЕ СЛУШАТЕЛЕЙ ВУНЦ ВВС «ВВА»

Аннотация

В статье рассматриваются существующие в ВУНЦ ВВС «ВВА» компьютерные формы оперативной подготовки, применяемые в рамках обучения слушателей на должности органов управления Воздушно -космических сил Российской Федерации, их основные преимущества перед традиционными формами подготовки, а также возможные варианты по их дальнейшему развитию и совершенствованию в системе военного образования.

Ключевые слова

Компьютерные формы оперативной подготовки, автоматизированная обучающая система, унифицированные комплексы автоматизированной подготовки полетных данных, обучение слушателей военной академии.

В условиях динамически меняющейся геополитической обстановки в мире, всеобщей информатизации Вооруженных сил Российской Федерации (ВС РФ), повышения уровня оснащенности военных объектов современными средствами вычислительной техники, расширения их функциональных возможностей, значительного прогресса в развитии математического и программного обеспечения, увеличения плотности потока данных и ограничение времени на их обработку возрастают требования к профессиональной подготовке должностных лиц органов управления ВС РФ. От уровня подготовки руководящего состава

57