АВТОМАТИЗОВАНА СИСТЕМА КОНТРОЛЮ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ МАГІСТРАЛЬНИХ ГАЗОПРОВОДІВ
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9981-2025-1(54)-65-77Ключові слова:
stress-strain state, ultrasonic inspection, strain gauges, X60 steel, mathematical model, main gas pipelinesАнотація
У роботі запропоновано концепцію автоматизованої системи контролю технічного стану магістральних газопроводів, що функціонує в умовах складного гірського рельєфу. Система базується на комплексному застосуванні тензометричних і ультразвукових методів діагностики напружено-деформованого стану (НДС) металу трубопроводів. Використано математичну модель акустопружності для розрахунку величин напружень на основі зміни швидкості поширення ультразвукових хвиль у матеріалі. Модель використовує узагальнений закон Гука для опису зв’язку між напруженнями та деформаціями, дозволяючи визначати компоненти тензора напружень через швидкості поздовжніх і поперечних ультразвукових хвиль. Для верифікації моделі проведено лабораторні дослідження зразків сталі марки Х60 на розривній машині з поетапним навантаженням і вимірюванням деформацій за допомогою тензодатчиків та ультразвукових перетворювачів. Експерименти із застосуванням розривної машини Р-50 підтвердили високу точність ультразвукового методу порівняно з тензометричним, особливо на початкових етапах деформування. Результати досліджень показали високу відповідність між розрахунковими та експериментальними даними, зокрема за ультразвуковим методом, що дозволило підтвердити його доцільність для використання в умовах експлуатації магістральних газопроводів. Представлено структурну схему автоматизованої системи, адаптованої до пунктів катодного захисту. Практична реалізація включає розробку системи з тензодатчиками та ультразвуковим пристроєм СІГМА, що працює за принципом автоциркуляції частоти, підвищуючи точність вимірювань. Система інтегрована з станціями катодного захисту, що дозволяє передавати дані в реальному часі на диспетчерський пункт. Запропонований підхід
Завантаження
Посилання
Geng K., et al. Development and applications of on-site soil leachate collection system for environmental monitoring and agricultural management. Computers and Electronics in Agriculture. 2025. Vol. 233. doi: 10.1016/j.compag.2025.110148
Sun M., Zhu J. X., Hao S. Analyzing the Innovation Progress in Global Oil and Gas Pipeline Transportation. Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice. 2025. Vol. 16. No. 2.
doi: 10.1061/JPSEA2.PSENG-1792
Stoicescu A.-A., et al. Current Methods and Technologies for Storage Tank Condition Assessment:
A Comprehensive Review. Materials. 2025. Vol. 18. No. 5. doi: 10.3390/ma18051074
Wu Q., Han Y., Wu J. Research on Intelligent Monitoring and Maintenance Technology of Municipal Pipelines Based on Artificial Intelligence. International Journal of High Speed Electronics and Systems. 2025. doi: 10.1142/S0129156425404012
Poor A., Lange A., Widomski P. A study of welding technology for butt joints of L415 ME steel pipes designed for hydrogen transmission using high-performance automated welding engineering. Advances in Science and Technology - Research Journal. 2025. Vol. 19. No. 5. P. 84–95.
doi: 10.12913/22998624/200723
Khomiak E., et al. Method of Quality Control of Nuclear Reactor Element Tightness to Improve Environmental Safety. Energies. 2025. Vol. 18. No. 9. doi: 10.3390/en18092172
Chen L., Mou L., Geng G. Internal inspection of high-risk long-distance subsea pipelines using acoustic resonance technology. Nondestructive Testing and Evaluation. 2025. P. 1–36.
doi: 10.1080/10589759.2025.2489591
Mardanshahi A., et al. Sensing Techniques for Structural Health Monitoring: A State-of-the-Art Review on Performance Criteria and New-Generation Technologies. Sensors. 2025. Vol. 25. No. 5.
doi: 10.3390/s25051424
Shi X., et al. Flowrate Measurement of Oil-Gas-Water Three-Phase Slug Flow Using Pulse Wave Ultrasonic Doppler Technique. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2025. Vol. 74. doi: 10.1109/TIM.2025.3561390
Lee J.-H., et al. Vision-Ultrasound Robotic System based on Deep Learning for Gas and Arc Hazard Detection in Manufacturing. arXiv preprint arXiv:2502.05500. 2025. doi: 10.48550/arXiv.2502.05500
ISO 13623:2017. Petroleum and natural gas industries – Pipeline transportation systems. Geneva: International Organization for Standardization. 2017. 118 p. URL: https://www.iso.org/standard/61251.html
Semegen M. M. Improvement of ultrasonic control of the stress-strain state of repair sections of main pipelines: dissertation ... candidate of technical sciences: special. 05.11.13 "Devices and methods of control and determination of the composition of substances": Date of defense 18.06.10. Ivano-Frankivsk. 2010. 180 p. P.156-164. URL: https://uacademic.info/ua/document/0410U005335 [in Ukrainian]
.png)
