ФОРМИРОВАНИЕ ПРИНЦИПА ТЕХНОЛОГИИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

Оптимизация. Непроектное изменение технического состояния. Контроль и оценка технического состояния. Технология технической диагностики. Штатная и нештатная измерительная аппаратура

Любое действие в условиях производства, в том числе, и любая система технического обслуживания — определенная (утвержденная) технология. Поэтому прежде всего необходимо сформулировать основные принципы технологии технической диагностики.

Согласно унифицированной постановке технической задачи (1.1.28)-К 1.1.30) причинами неконтролируемого (или непроектного) изменения технического состояния объекта — нарушения условий задачи (1.1,28)н-( 1.1.30) — могут быть:

• 1. Неточность формулировки задачи (1.1.28)-К 1.1.30) в целом для функции эффективности или для отдельного ее аргумента на стадии проектирования.
• 2. Нарушение условий (1.1.29) в процессе строительства или ремонта.
• 3. Нарушение условий задачи (1.1.29) в процессе эксплуатации. Отсюда следует разный уровень возможного решения задачи и,

следовательно, необходимость решения задачи (1.1,28)н-( 1.1.30) на разных звеньях технологической цепочки.

В общем случае, уточнение формулировки задачи (1.1.28)н-( 1.1.30) для функции эффективности в целом — увеличение числа ее аргументов и параметров, т.е. расширение номенклатуры нормируемых показателей (1.1.30). В свою очередь, расширение номенклатуры нормируемых показателей (1.1.30) — это:

• • увеличение объема и качества необходимой исходной информации и усложнение расчетного процесса — усложнение процесса проектирования;
• • расширение количества и направленности подразделений служб проектирования и эксплуатации;
• • изменение диапазонов (1.1.29) — изменение объема работы.

То есть, уточнение формулировки задачи (1.1.28)-К 1.1.30) для функции эффективности в целом есть увеличение стоимости проектирования и эксплуатации.

Но не всегда все аргументы и параметры функции эффективности имеют одинаковое влияние на ее значение. Поэтому возникает необходимость решения задачи оптимизации, то есть представления фактического набора определяющих функцию эффективности т аргументов и параметров х_к объединением

В наборе

• (1.4.1)
• (1.4.2) собраны аргументы и параметры, чей вклад в значение функции эффективности признан значительным и требующим обязательного учета. Поэтому набор (1.4.2) определяется как номенклатура нормируемых показателей (1.1.30) и, следовательно, учитывается в работе на всех звеньях технологической цепочки. В наборе

{•^7}+1 » -^/г+2’ -^/г+З’ } (1.4.3)

собраны аргументы и параметры, чей вклад в значение функции эффективности считается незначительным (в пределах установленной погрешности) и не требующим обязательного учета. Поэтому аргументы и параметры (1.4.3) в общем случае не учитываются в нормативных документах и, следовательно, в работе.

Задача (1.4.1) является стандартной и решаемой практически во всех областях деятельности. Примерами ее практической реализации могут быть, в частности, формулировки (1.1.7) и (1.1.9) или, например, индекс Доу Джонса в экономике.

Решения задачи оптимизации требует экономическая эффективность коммерческого предприятия. Но изменение фактической размерности задачи — уменьшение числа учитываемых параметров — ведет к выводу за рамки нормативного учета некоторых процессов и условий эксплуатации, количественно характеризуемых набором (1.4.3). То есть, оптимизация — одна из объективных причин возможного на стадии эксплуатации непроектного изменения технического состояния объекта, вызванного влиянием параметров (1.4.3). Другой объективной причиной непроектного изменения технического состояния объекта может быть простое отсутствие точного знания функции эффективности.

Возможность непроектного изменения технического состояния объекта на стадии его эксплуатации требует контроля и оценки (анализа) технического состояния и, следовательно, разработки соответствующей технологии.

Из сказанного выше следует, что принципиально есть два пути контроля и оценки (анализа) технического состояния объекта:

• • представление объекта (технической системы) в виде некоторой модели с формальным описанием его состояния аналитически уравнением движения (например, перемещение трубопровода-балки на двух и более опорах под действием распределенной нагрузки или пульсации давления транспортируемого потока);
• • измерение входного и выходного сигналов с последующей их статистической обработкой с целью установления какой-либо закономерности между ними (модель «черного ящика»). Аналитическое решение обладает огромным преимуществом, ибо

позволяет оценить функциональную зависимость всех влияющих на процесс аргументов и параметров. В результате удается проанализировать процесс изменения технического состояния (например, по принципу анализа функций в математике) применительно к задачам технической диагностики. Но аналитическое решение обладает и недостатками, способными привести к принципиальной ошибке или даже свести на нет полученный результат. Поиск аналитического решения требует точного знания всех аргументов и параметров уравнения движения механической системы (насосов, компрессоров, трубопроводных систем и т.д.). Учитывая, что, как минимум, значительная часть таких аргументов и параметров имеет случайных характер с широким диапазоном изменения своего численного значения, получение точного аналитического или численного решения задачи и его использование требует большой аккуратности и высокой квалификации, ибо вероятность ошибки огромна.

Проанализируем путь измерения входного и выходного сигналов (модель «черного ящика»), В данном случае мы не связаны необходимостью точного знания всех влияющих на механический процесс аргументов и параметров, так как, измеряя ту или иную характеристику, получаем конечный результат совместного действия на техническую систему всех участвующих в процессе движения системы факторов. Но измерение какого-либо параметра отнюдь не ведет еще к полному решению задачи. Проведение измерений и их точность являются принципиальным этапом решения задачи. Но еще более важным являются:

• • определение набора подлежащих измерению величин. Ошибка на этом этапе делает бессмысленными все последующие действия;
• • определение мест установки датчиков измерительной аппаратуры;
• • обработка полученных результатов измерения. При этом обработка тем лучше, чем большее количество функциональных связей между искомыми параметрами известно.

Поэтому наиболее перспективным является метод сочетания аналитического решения с измерением, который позволяет использовать при качественной оценке состояния механической системы ее истинные количественные характеристики. В свою очередь, аналитическое решение необходимо именно для расшифровки поступающего сигнала. В противном случае необходимо проводить статистическую обработку, для которой (опять же) нужна исходная модель и достаточное количество измерений. Именно на основании анализа аналитического решения можно получить модель статистической обработки и, следовательно, информацию о том, как проводить измерения.

В процессе дальнейшего изложения материала будем иллюстрировать возможность и необходимость сочетания аналитического решения и измерений.

Таким образом, принципиально технология технической диагностики представляет собой последовательное выполнение следующих обязательных действий.

• 1. Определение набора (номенклатуры) измеряемых величин.
• 2. Определение мест установки датчиков измерительной аппаратуры. При этом согласно объединению (1.4.1) измерительную аппаратуру необходимо разделить на штатную, измеряющую нормативные параметры (1.4.2), и нештатную, которую можно применить для измерения ненормативных параметров (1.4.3).
• 3. Определение допустимого диапазона изменения нормируемой величины х_к — предельных значений х_к т1п и х_к тах в условии (1.1.29).
• 4. Измерение установленного набора параметров — контроль условия (1.1.29) путем постоянного или периодического определения значения нормируемого параметра х_к. Так, например, ведется постоянное измерение значения виброскорости путем установки датчиков на корпусе подшипника вала насоса и компрессора.
• 5. Обработка результатов измерений — определение:
  • • технического состояния на текущий момент — численных значений нормируемых показателей;
  • • изменения технического состояния по изменению величин нормируемых параметров;
  • • нормируемого показателя, изменение численного значения которого необходимо провести.
• 6. Изменение технического состояния (если это необходимо) — перевод численных значений нормируемых показателей в требуемый диапазон.

Проиллюстрируем и проанализируем сформулированные принципы технологии технической диагностики в рамках диагностики разрушения в приложении к объектам трубопроводных систем.