ОСОБЛИВОСТІ ДІАГНОСТУВАННЯ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ТРУБОПРОВОДІВ НИЗЬКОЧАСТОТНИМИ СПРЯМОВАНИМИ ХВИЛЯМИ НА ОСНОВІ ТЕОРІЇ РОЗПІЗНАВАННЯ ОБРАЗІВ
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9981-2022-2(49)-5-26Ключові слова:
розпізнавання образів, розв‘язуюча межа, контрольний образ, діагностичний образ, контрольно-діагностичний процес, ідентифікація дефектів.Анотація
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.
Завантаження
Посилання
Bondarenko O.H. Metody neruynivnoho kontrolyu ta tekhnichnoho diahnostuvannya stanu protyazhnykh tekhnolohichnykh truboprovodiv. Metody ta prylady kontrolyu yakosti. 2022. № 1. S. 5-17. [in Ukrainian]
Mekhanika ruynuvannya i mitsnistʹ materialiv: Dovidnyk-posibnyk. Pid zah. red. V.V.Panasyuka. – T. 5. Neruynivnyy kontrolʹ i tekhnichna diahnostyka. Pid red.. Z. T. Nazarchuka. Lʹviv: FMI im.H.V.Karpenka, 2001. 1134 s. [in Ukrainian]
Tou J., Gonzalez R. Pattern Recognition Principles. London. 1974. 416 p.
Research Techniques in Nondestructive Testing. Edited by R.S. SHARPE. London. 1970. 490 p.
Verhaden C., Duin R., Groen F., Joosten J. and Verbeek P. Progress Report on Pattern Recognition. Reports on Progress in Physics/ 1980. V. 43. № 6. pp. 785-831.
Fu К. Sequential Methods in Pattern Recognition and Machine Learning. London. 1968. 265 p.
Nedoseka A.YA. Osnovy rozrakhunku ta diahnostyky zvarnykh konstruktsiy. K.: Vyd-vo «INDPROM», 1998. 640 s. [in Ukrainian]
Duda R., Hart P. Pattern Classification and Scene Analysis. Toronto, 1973. 512 p.
Report. Teletest Long Lange Ultrasonic Testing Technijue – Performance Details. /Document Reference: TTP/01. May. 2001. – 20 p.
Murde P.J., Lank A.M., Allyne D. N. A long range method of the detection of orrosion under insulation in process pipework - Thermie Project: OG 474/94, 5-th European Union Hydrocarbons Symposium, Edinburg. 26-28 November, 1996.
Jkeaa T., Kanehada R., Miyazawa M., Matsuoka J., Fujiwara M. Guided Ware Technology Process for Field Testing of Pipers of Plant / Hinakai Kensa. 2005. V. 54. № 11. P. 595-599.
Reliability Assessment for Containment of Hazardous Materials RACH. European Commission. – Project OG 112/FR/UK. Final Report, 1999.
Koenig M.J., Budenik T.A., RUST s.w., Nestrekoroth J.B.: Topical Report GRI-94/0381:GRI Pipeline Simulation Facility Metal Loss Defect / Gas research Institute, April 1995.
Dertouzos М. Threshold Logic: A Synthesis Apporoach. Research Monograph № 32. Massachusetts. 1965. 342 p.
Long Kange Ultrasonic Test System. Section I. System Overview and Principles of Operation. – September, 2004. – 6 p.