Работа посвящена анализу состояния системы вибрационного мониторинга магистральных и подпорных насосных агрегатов магистральных нефтепроводов и перспективам ее развития.

Ключевые слова: вибродиагностика, насосный агрегат, спектральный анализ.

Вибродиагностический контроль может проводиться на объектах магистрального трубопроводного транспорта без остановки технологического процесса перекачки. Это является несомненным преимуществом данного вида неразрушающего контроля. Таким преимуществом обладают и другие виды диагностики, а именно внутритрубная дефектоскопия, визуально-измерительный контроль, ультразвуковой контроль (не во всех случаях) и другие. По сравнению с отмеченными методами диагностики вибродиагностический контроль может быть реализован непрерывно с возможностью получения результатов в режиме реального времени [1,2]. При этом изменение состояния оборудования и машин, в том числе зарождение и проявление в них дефектов, вызывает мгновенную реакцию в виде вибросигнала. Такая положительная особенность вибродиагностического контроля позволяет создавать на его основе системы непрерывного мониторинга технического состояния оборудования и машин.

В компании «Транснефть» непрерывный вибродиагностический мониторинг магистральных и подпорных насосов включен в так называемую систему оперативного диагностического контроля [3]. Данная система является стационарной и в автоматическом режиме контролирует и регистрирует следующие параметры [4]: давление на входе и выходе насоса, температуру подшипников насоса электродвигателя и насоса, температуру корпуса насоса, осевое смещение ротора насоса, виброскорость подшипников электродвигателя и насоса в трех направлениях: горизонтальном, вертикальном и осевом. Результаты мониторинга вибрации, как и остальные параметры фиксируются в реальном времени, записываются и могут быть выведены на монитор оператора.

Целью вибромониторинга является контроль и фиксация значений виброскорости во времени. К системе подключена автоматическая защита по превышению допустимых значений виброскорости. При достижении первого порогового значения виброскорости срабатывает предупреждающая сигнализация и начинает действовать временное ограничение по работе агрегата с вибрацией, превышающей данное значение. При достижении второго порогового значения система автоматики аварийно останавливает агрегат [5, 6].

При таком подходе возможности мониторинга сильно ограничены, поскольку он позволяет защищать оборудование от катастрофических последствий при возникновении ситуации, когда виброскорость достигла значений, соответствующих появлению критических дефектов. Несмотря на то, что система позволяет вести ретроспективный анализ виброскорости и фиксировать ее всплески или постепенный рост во времени, внутри системы могли бы быть реализованы более эффективные ее возможности. Имеется ввиду внедрение в систему не только временного анализа, но и спектрального.

Спектральный анализ вибрации позволяет выявлять дефекты на ранних стадиях их появления и, кроме того, в зависимости от частоты, на которой проявляется вибрация, идентифицировать тип и место возникновения дефекта [1, 2, 7, 8]. Например, дефекты подшипников скольжения проявляются на частотах в два и три раза выше собственной частоты вращения агрегата, дефекты смазки подшипников скольжения — при частотах около двух раз меньше собственной частоты, а дефекты муфт при частотах:

F=k∙F ₀ ∙z , (1)

где k = 1, 2, 3; F ₀ — собственная частота агрегата;

z — число зубьев либо пальцев муфты.

Строго говоря, нормативные документы ПАО «Транснефть» предусматривают помимо оценки виброскорости во времени проведение спектрального анализа [3,4]. Однако, такой анализ проводится не на уровне оперативного контроля, а при плановом периодическом и внеплановом диагностическом контроле аттестованными специалистами с использованием переносных приборов.

Для своевременного обнаружения зарождающихся и имеющихся дефектов отдельных узлов оборудования необходим переход к оперативной диагностике, путем добавления в существующую систему мониторинга элементов спектрального анализа вибрации в режиме реального времени. Следует только оценить, насколько усложнится система после этого и какие потребуются финансовые и материально-технические затраты.

Литература:

1. Ширман, А. Р. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования / А. Р. Ширман, А. Б. Соловьев. — Москва: Техиздат, 1996. — 276 с. — Текст: непосредственный.
2. Вибродиагностика / Г. Ш. Розенберг, Е. З. Мадорский, Е. С. Голуб [и др.]; Под ред. Г. Ш. Розенберга. — Санкт-Петербург: ПЭИПК, 2003. — 284 с. — Текст: непосредственный.
3. Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Техническое обслуживание и ремонт механо-технологического оборудования и сооружений. Часть 1. Основные положения: РД-19.100.00-КТН-0036–21: утв. ПАО «Транснефть» 01.01.2022 г.: введ. в действие с 01.01.2022 г. — Москва: ООО «НИИ Транснефть», 2022. — 220 с. — Текст: непосредственный.
4. Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Техническое обслуживание и ремонт механо-технологического оборудования и сооружений. Часть 2. Приложения: РД-19.100.00-КТН-0036–21: утв. ПАО «Транснефть» 01.01.2022 г.: введ. в действие с 01.01.2022 г. — Москва: ООО «НИИ Транснефть», 2022. — 220 с. — Текст: непосредственный.
5. Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Магистральные и подпорные насосы для перекачки нефти и нефтепродуктов. Нормы вибрации: РД-23.080.00-КТН-257–19: утв. ПАО «Транснефть» 01.12.2019 г.: введ. в действие с 01.12.2019 г. — Москва: ООО «НИИ Транснефть», 2019. — 35 с. — Текст: непосредственный.
6. Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Техническое диагностирование и техническое освидетельствование механо-технологического оборудования. Часть 2. Методики технического диагностирования насосов и запорной, предохранительной, регулирующей арматуры: РД-19.100.00-КТН-0036–21: утв. ПАО «Транснефть» 10.01.2022 г.: введ. в действие с 10.01.2022 г. — Москва: ООО «НИИ Транснефть», 2022. — 186 с. — Текст: непосредственный.
7. Диагностика насосного агрегата на основе идентификационных измерений вибросигналов / К. Т. Кошеков, Ю. Н. Кликушин, В. Ю. Кобенко [и др.]. — Текст: непосредственный // Дефектоскопия. — 2016. — № 5. — С. 36–43.
8. Герике, П. Б. Разработка методики диагностирования оборудования электрических карьерных экскаваторов / П. Б. Герике, П. В. Ещеркин. — Текст: непосредственный // Горное оборудование и электромеханика. — 2020. — № 3 (149). — С. 34–41.