Оценка остаточного ресурса несущих конструкций локомотива после пожара

Оценка остаточного ресурса несущих конструкций локомотива после пожара

При возникновении пожара в локомотиве, несущие конструкции, такие как главная рама, подвергаются сильному термическому воздействию. В результате их несущая способность может измениться, что может привести к невозможности безопасной эксплуатации локомотива.

Влияние термического воздействия

Иногда термическое воздействие оказывает меньшее влияние на несущие конструкции или приводит к повреждениям только на отдельных участках главной рамы.

Уникальная методика определения остаточного ресурса

Эксперты железнодорожного центра совместно с профессором кафедры Локомотивы и локомотивное хозяйство разработали уникальную методику определения остаточного ресурса несущих конструкций локомотива после пожара.

Процесс оценки

Методика основана на опыте и данных, полученных в ходе исследования пострадавших локомотивов. Она помогает определить степень воздействия температуры, поврежденные участки главной рамы и оценить возможный срок безопасной эксплуатации.

Диагностика и оценка

После обследования, замеров и анализа производится расчет остаточного ресурса. Это позволяет определить возможность дальнейшей эксплуатации локомотива или необходимость его списания.

Контактная информация

Эксперты готовы выезжать в любой регион для технической диагностики локомотивов после пожара. Для уточнения информации можно связаться по номеру телефона 8 (499) 39-00-881.

Формула оценки поврежденности

Согласно методике, общая оценка повреждений осуществляется по формуле:

Срок эксплуатации конструкции до капитального ремонта в годах:

[где – постоянная износа, определяемая по данным обследования по формуле]

Дополнительно рекомендуется предоставить следующую информацию для проведения диагностики:

• Серия и год выпуска локомотива
• Место дислокации
• Фотографии (по возможности)
• Уточнения по необходимости диагностики основных узлов

По результатам диагностики будет принято решение о дальнейшем использовании или списании локомотива.

Оценка остаточного ресурса конструкций

Где:

• Срок эксплуатации в годах на момент обследования;
• Относительная надежность конструкции, определяемая в зависимости от повреждений по формуле:

Недостатком данной методики, на наш взгляд, является то, что оценка остаточного ресурса по ней основывается на квалификации эксперта, поэтому имеет субъективный характер.

Оценка остаточного ресурса на основе несущей способности

Предлагается определять с учетом запаса несущей способности на действие продольной, поперечной сил и изгибающего момента, а также площади обрушения, которую вызовет авария вертикальных и горизонтальных элементов.

Согласно методике, исправное состояние конструкции предполагает выполнение условий по двум предельным состояниям и конструктивным требованиям. Выполнение этих условий обусловлено соответствующими коэффициентами запаса, величина которых должна быть , поскольку в противном случае исключается нормальная эксплуатация конструкций.

Расчет остаточного ресурса

Остаточный ресурс конструкции может быть определен различными способами, такими как расчет по допускаемым напряжениям, коррозионному износу, усталости и др. Ниже приведены формулы для расчета:

Расчет по допускаемым напряжениям:

где:

• σ – предел прочности на момент обследования;
• σr – расчетный предел прочности;
• δ – скорость снижения механических свойств.

Расчет по коррозионному износу:

где:

• tф – фактическая (наименьшая) толщина стенки элемента;
• tр – расчетная величина стенки элемента;
• V – скорость равномерной коррозии.

Расчет с учетом усталости конструкции:

где:

• t – время эксплуатации конструкции;
• Nполн – полный ресурс циклической работоспособности.

*Работа выполнена в рамках реализации Программы развития опорного университета на базе БГТУ им. В.Г. Шухова.

Научному коллективу НИИ опытного машиностроения ЮУрГУ удалось разработать новую методику предсказания образования трещин на элементах производственного оборудования. Такая методика позволит создавать цифровые двойники остаточного ресурса оборудования. Исследование проводится в рамках стратегического проекта Интеллектуальное производство программы Приоритет 2030.

Металлургическое, машиностроительное оборудование в процессе своей работы испытывает длительное воздействие вибрации разной интенсивности. В процессе вибрационной нагрузки в конструкциях зарождаются микроповреждения, которые, накапливаясь, образуют трещину и, в конечно счете, происходит разрушение детали. Это может привести к аварийным ситуациям.

Современная цифровизация производства

Современная цифровизация производства, а именно оснащение оборудования разнообразными датчиками, позволяет внедрять на производство предиктивную диагностику оборудования и оценивать их техническое состояние специализированными алгоритмами и цифровыми моделями.

Предсказание образования трещин

Разработка новой методики предсказания образования трещин элементов оборудования позволит повысить точность прогноза долговечности и обеспечит непрерывный мониторинг и прогнозирование остаточного ресурса конструкций в режиме реального времени.

Особенность разработанной методики оценки долговечности в том, что она использует реальные данные датчиков без их предобработки (без традиционного разделения их на кусочно-стационарные и переходные участки). Методика позволяет учитывать нестационарность случайных процессов нагружения конструкций, что обеспечивает возможность мониторинга и прогнозирования остаточного ресурса, повышает точность оценок минимум на 20%, в сравнении с традиционными методами оценки остаточного ресурса.

Применение современных методов анализа

Реальные показания датчиков – это нестационарный сигнал, то есть со случайно изменяющимися во времени характеристиками, наличием всевозможных трендов, ударных импульсов и др. Нам удалось применить современные методы анализа нестационарных процессов к физическим моделями долговечности, – уточняет руководитель исследования, старший научный сотрудник Центра виброиспытаний и мониторинга состояния конструкций, кандидат технических наук Алексей Ерпалов.

Эксперименты проводились с использованием современного оборудования Центра виброиспытаний и мониторинга состояния конструкций. В работе были задействованы электродинамические вибростенды LDS, всевозможный спектр датчиков (тензорезисторы, акселерометры, датчики виброперемещений), лазерный виброметр Polytec и др.

Использование современных методов эмпирической декомпозиции

Наше исследование междисциплинарно. Мы используем современные методы эмпирической декомпозиции и обработки сигналов, адаптируем их к современным методам оценки долговечности. В процессе такого симбиоза и рождаются новые идеи и принципиально новые подходы, – рассказывает ученый.

Цифровые двойники

Внедрение цифровых двойников остаточного ресурса оборудования поможет прокатным цехам металлургических компаний решать проблему предупреждения аварийных остановок и планирования ремонтно-восстановительных работ оборудования. Помимо этого, станет возможным проведение виртуальных испытаний посредством имитации показаний датчиков, установленных на оборудовании. Другими словами, станет возможным смотреть как изменится ресурс оборудования при изменении технологического процесса производства.

На дальнейшее развитие проекта ученые ЮУрГУ получили поддержку от Российского научного фонда по конкурсу Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами.

Южно-Уральский государственный университет

Южно-Уральский государственный университет – это университет трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники.

В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии.

В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе Приоритет 2030. Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ), который призван решить задачи национального проекта Наука и университеты.

Читайте нас

• Повышение надежности эксплуатации трубопроводов
• Новые методы профилактики осложнений
• Повышение эффективности эксплуатации мехфонда
• Оптимизация контроля работы скважин
• Методика подбора трубной продукции
• Стендовые испытания защитных покрытий НКТ
• Импортозамещающее оборудование для БПД
• Новые подходы к работе с ПЗП
• Технология создания жидкости ГРП

Производственно-техническая отраслевая Конференция

Защита оборудования объектов переработки, хранения, транспорта и логистики от коррозии

Производственно-техническая отраслевая Конференция Коррозия ‘2024: Защита оборудования объектов переработки, хранения, транспорта и логистики от коррозии. Новейшие технические решения и материалы пройдет с 19 по 21 марта 2024 года в городе Петергоф (Санкт-Петербург). Место проведения – зал Петергоф гостиницы Новый Петергоф (Санкт-Петербург, Петергоф, Санкт-Петербургский проспект, 34).

Организатор – ООО Инженерная практика. Серебряные спонсоры – ООО ТАЛАТУ и ООО Пигмент-Холдинг. Спонсор – ООО ИПЦ.

Капитальный ремонт скважин, Строительство скважин

Тренинг-курс (программа Наставник)

Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах 2024

ООО Инженерная практика в рамках программы Наставник проводит набор группы специалистов для прохождения производственно-технического тренинга по программе Ловильный сервис на нефтяных и газовых скважинах. Трехдневный тренинг-курс будет проводиться в рамках авторского курса С. Балянова. Количество участников ограниченно (группа курса не более 24 человек). Приглашаем к участию.

Мониторинг технического состояния технологических трубопроводов с использованием цифровых моделей жизненного цикла и приборов инфразвукового контроля

Одна из первых промышленных реализаций технологии цифрового моделирования жизненного цикла трубопроводных систем связана с атомной энергетикой, где решались задачи приоритезации дефектов, выявленное количество которых уже к концу 1980-х годов невозможно было устранить в горячей зоне ввиду огромного числа ограничений. Самая объемная работа по созданию цифровой модели трубопроводной системы проведена в структуре ПАО «Транснефть» в 2005-2015 годах, когда было оцифровано более 56 тыс. км трубопроводов, внедрена система мониторинга, разработана методика расчета прочности и долговечности, которая и сейчас используется для оптимизации программы эксплуатации. Специалисты ООО «Цифровой двойник» развивают и применяют данные подходы к оценке технологического состояния труб и в других отраслях. Так, появились проекты по адаптации методов мониторинга и прогнозирования технического состояния трубопроводов жилищно-коммунального хозяйства. Среди них – распределительные сети водоснабжения, водоотведения, теплоснабжения, внутридомовые трубы, в том числе газовые. Проведены пилотные мероприятия по созданию постоянно действующих моделей технологических трубопроводов нефтеперерабатывающих заводов. Цель данных работ заключается в повышении уровня безопасности и надежность системы в целом в условиях ряда ограничений. Высокая эффективность и низкая удельная стоимость такого метода оценки и прогноза технического состояния трубопроводов подтверждены более чем 30-летним опытом использования.

Инженерная практика №01/2023

Гумеров Сергей Зуфарович Генеральный директор ООО «Цифровой двойник»