Анотація до роботи:

Лютак І. З. Розробка методики та пристрою для контролю технічного стану технологічного обладнання автомобільних газонаповнюючих компресорних станцій. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.13 – Прилади і методи контролю та визначення складу речовин. - Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, м. Івано-Франківськ, 2003.

Дисертація присвячена питанню контролю технічного стану технологічних трубопроводів автомобільних газонаповнюючих компресорних станцій. З цією метою розроблена методика та пристрій контролю ультразвуковим методом (поперечними хвилями). Запропонована методика дає можливість контролювати напружено-деформованих стан металу стінки труби в експлуатаційних умовах без використання зразків. Дана методика враховує як статичні так і динамічні зусилля, що діють на об’єкт контролю.

Розроблено ультразвуковий первинний перетворювач, в якому враховано особливості експлуатації його при підвищених температурах та присутності вібрацій. Проведено метрологічний аналіз розробленого пристрою та первинного перетворювача. Досліджено характеристики роботи акселерометра для експлуатації його в умовах компресорної станції. Проведено порівняльний аналіз розробленого пристрою та відомих методів контролю напружено-деформованого стану металу в лабораторних умовах. Проведено натурні дослідження розробленого пристрою.

1. На основі проведеного аналізу відомих методів і приладів контролю технічного стану технологічних трубопроводів сформульовані невирішені задачі. Встановлено, що використання існуючих методик унеможливлює визначити залишкові напруження трубопроводів, які виникають внаслідок технології виготовлення трубних сталей і зварювання трубопроводів, а також набутих в процесі їх експлуатації. Розглянуто засоби контролю НДС трубопроводів, у результаті чого виявлені недоліки, серед яких слід відмітити низьку точність вимірювання часу поширення ультразвуку для ультразвукових приладів, низька чутливість приладів, зокрема коерцетиметрів, що не дає можливості визначати напружено-деформований стан трубопроводів АГНКС.

2. Розроблена математична модель визначення сумарних - статичних та динамічних напружень технологічних трубопроводів АГНКС дозволяє оцінити їх співвідношення. В результаті досліджень встановлено, що величина динамічних напружень співрозмірна із статичними, і при розрахунках НДС трубопроводів її обов’язково потрібно враховувати. Доведено, що динамічні напруження, які виникають внаслідок руху стиснутого газу досягають максимальної величини при відповідному співвідношенні збуджуючої сили до частоти власних коливань технологічних трубопроводів АГНКС, що важливо при визначенні місць з’єднань трубопроводів для зміни їх частоти коливань.

3. Розроблена методика контролю НДС технологічних трубопроводів, яка дозволяє визначати в них діючі напруження ультразвуковим методом для оцінці міцності й залишкового ресурсу без використання зразків із уточнення фізико-механічних параметрів трубних сталей і градуювання швидкості поширення ультразвуку, так як їх виготовлення із експлуатаційних трубопроводів недопустима.

4. Доказано, що найбільш точним методом визначення напружень металу трубопроводів АГНКС в експлуатаційних умовах є ультразвуковий луноімпульсний метод контролю з обробкою отриманого сигналу за методом синхрокільця та ідентифікацією параметрів контролю в умовах зміни тиску газу досліджуваних трубопроводів. Для реалізації методу розроблений ПЕП, досліджені його характеристики, що дало можливість оптимізувати його експлуатаційні параметри і підвищити чутливість контролю.

5. Розроблений пристрій контролю часу поширення ультразвуку і програмне забезпечення, яке реалізує запропоновану методику визначення НДС трубопроводів АГНКС. Вказаний пристрій є предметом одноособового патенту, на видачу якого отримано рішення ДП "Український інститут промислової власності".

6. Проведений метрологічний аналіз розробленого пристрою "Сігма-5" контролю НДС технологічних трубопроводів АГНКС. Здійснено аналіз схеми нагромадження похибок, визначено величину кожної з складових інструментальної та методичної похибок. Сумарна похибка визначення напружень складає 5,4 %.

7. Розроблено ультразвуковий первинний перетворювач. Проведено аналіз і класифікацію матеріалів чутливого елементу ПЕП за їх акустичними характеристиками.

8. Досліджені характеристики п’єзоакселерометра дозволили оптимізувати його проектування із заданими параметрами та отримати необхідні значення власної частоти чутливого елементу, а також змінити робочий частотний діапазон давача і показати шляхи до покращення існуючих конструкцій. Це дало можливість підвищити точність контролю параметрів вібрації (частоти та амплітуди) та більш точно визначити динамічні напруження технологічних трубопроводів АГНКС.

9. Проведені лабораторні дослідження методики та пристрою контролю напружено-деформованого стану технологічних трубопроводів. а також промислова їх апробація на АГНКС №1 та №2 м. Кременчук Управління магістральних газопроводів" Черкаситрансгаз", результати яких підтвердили їх високу ефективність.

Публікації автора:

1. Лютак І. З., Кісіль І. С. Визначення частотних характеристик двошарового п’єзоелектричного чутливого елемента при осеметричному згині // Методи та прилади контролю якості. – 2000. - № 6. – С. 21-24.

2. Лютак І. З., Кісіль І. С. Оцінка впливу контактного шару рідини на точність визначення параметрів трубних сталей акустичним методом // Методи та прилади контролю якості. – 2002. - № 8. – С. 10-13.

3. Лютак І. З., Лютак З. П. Вплив фізичних факторів на параметри механічних коливань трубопроводів // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. – 1996. - № 33. – С. 130-134.

4. Лютак І. З. Особливості експлуатації трубопроводів високого тиску автомобільних газонаповнюючих компресорних станцій // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ. – 2001. - № 38. – Т. 8 – С. 123-127.

5. Пат. 50914 А, G 01 H 5/00. Пристрій для вимірювання швидкості ультразвуку / І. З. Лютак. - № 2001021357, Заявл. 27.02.2001 Опубл. 15.11.2002, Бюл. № 11.

6. Пат. 32304 А, G 01 С 5/04, G 01 С 9/22. Спосіб визначення відносної зміни висоти і кута нахилу об’єкта / З. П. Лютак, М. Контіала, І. З. Лютак., М. В. Катрич - № 99031287, Заявл. 09.03.1999 Опубл. 15.12.2000, Бюл. № 7-ІІ.

7. Лютак І. З., Кісіль І. С. Дослідження імпульсного режиму роботи ультразвукового перетворювача // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. – 2003. - № 1 – С. 36-39.

8. Лютак І. З., Кісіль І. С. Особливості аналізу напружено-деформованого стану трубопроводів автомобільних газонаповнюючих станцій // Матеріали доп. на 3 Наук.-техн. конф. і виставці "Сучасні прилади, матеріали і технології для неруйнівного контролю і технічної діагностики промислового обладнання". – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2002.- С. 37-39.

9. Лютак І. З., Лютак З. П. Принципи побудови системи моніторингу стану газопровідних конструкцій // Тези доп. на наук.-техн. конф. професорсько-викладацького складу університету. – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2001.- С. 109.

10. Лютак І. З., Кісіль І. С. Використання ультразвукового пристрою для контролю напруженого стану трубопроводів малого діаметру // Тези доп. на наук.-техн. конф. "Приладобудування 2002: підсумки і перспективи". – Київ, 2002.- С. 94-95.

11. Лютак І. З. Дослідження технічного стану магістральних газопроводів // Тези доп. на наук.-техн. конф. професорсько-викладацького складу університету. – Івано-Франківськ: ІФДТУНГ, 1999.- С. 61-62.