НАУЧНАЯ СТАТЬЯ

УДК 622.5; 624.044

DOI: 10.55326/22278400_2023_3_34

Аннотация. Выполнен анализ возможностей применения оптоволоконной технологии DAS для комплексного мониторинга трубопроводных систем отведения шахтных вод в криолитозоне. Показаны перспективы использования DAS-технологии в качестве инструмента превентивного, оперативного анализа прочностного состояния конструкции трубопровода. Описан механизм отражения величины напряжения фон Мизеса металла конструкции трубопровода в пространственном виброакустическом поле этой конструкции, и приведен модельный пример отражения такого рода. В результате описанного отражения в виброакустическом поле трубопровода появляются виброакустические прекурсоры (следы) деградационных процессов, развивающихся в металле конструкции. Данные прекурсоры свидетельствуют о развитии процессов усталостной или коррозионной деградации прочностных свойств металла конструкции, что рано или поздно приведет к ее разрушению. Предложен механизм обнаружения данных прекурсоров с использованием DAS-системы и способ пересчета параметров этих прекурсоров в величины напряжения фон Мизеса.

Ключевые слова: DAS-система мониторинга, напряжение фон Мизеса, предел текучести металла, виброакустическое поле металлоконструкции, напряженно-деформированное состояние металлоконструкции, виброакустический метод анализа напряженно-деформированного состояния

Для цитирования: Тимофеев А. В., Максимов П. Н., Грознов Д. И. Применение оптоволоконной технологии для мониторинга трубопроводных систем отведения шахтных вод в криолитозоне // Гидротехника. 2023. № 3. С. 34-43.

Список источников:
1. Шиц Е. Д., Очнев А. А. Неразрушающий контроль промысловых трубопроводов // Наука, техника и образование. 2015. № 12 (18). С. 32–39.
2. Новые подходы к планированию ремонта и диагностике магистральных трубопроводов // Газовая промышленность. Обзорная информация. Серия: Транспорт и хранение газа. ООО «ИРЦ Газпром», 1999. С. 42–58.

3. Методика акустико-эмиссионного контроля сварных соединений линейной части магистрального газопровода. Общие положения. Екатеринбург: ИТЦ ООО «Уралтрансгаз» ОАО «Газпром», 2005. 31 с.
4. Мужицкий В. Ф., Бакунов А. С., Карабчевский В. А., Ремезов В. Б. Неразрушающий контроль нефтегазопромыслового оборудования и трубопроводов — залог их надежной работы // Территория Нефтегаз. 2006. № 4. С. 44–50.
5. Рахимов А. А., Камалов С. М., Баймагамбетов А. А. Применение методик неразрушающего контроля при оценке целостности трубопровода // НАУ. 2015. № 9–2 (14). С. 24–30.
6. Сильвестров А. С., Анваров А. Д., Булкин В. А. Перспективные пути совершенствования современных методов диагностики магистральных трубопроводов // Вестник Казанского технологического университета. 2010. № 9. С. 14–24.
7. Лукашенко В. А., Петрова Е. В., Дресвянников А. Ф. Разработка методики оценки интегрального показателя методов неразрушающего контроля технологических трубопроводов // Вестник Казанского технологического университета. 2017. № 4. С. 30–38.
8. Никитина Н. Е. Современное состояние и перспективы развития ультразвукового метода исследования напряженного состояния трубопроводов // Вестник ННГУ. 2011. № 4–5. С. 12–18.
9. Большакова В. В., Кукин Н. А., Дымкин Г. Я. О возможности применения магнитных методов неразрушающего
контроля для оценки напряженно-деформированного состояния трубопроводов // Известия Петербургского уни-
верситета путей сообщения. 2014. № 4 (41). С. 22–31.
10. Пхон Х. К., Сысоев Е. О., Кузнецов Е. А., Мин К. Х. Прогнозирование долговечности работы трубопроводов высокого давления при воздействии малоцикловых нагрузок // Труды МАИ. 2019. № 108. С.11–19.
11. Белов А. А., Иванов Ю. Д., Шестаков А. А., Царева С. Г., Шишков Э. В. Рекомендации по выбору способа мониторинга технического состояния трубопроводов // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2015. № 10–1. С. 9–15. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rekomendatsii-po-vyboru-sposoba-monitoringa-tehnicheskogosostoyaniya-truboprovodov (дата обращения: 19.07.2023).
12. Ерофеев В. И., Никитина Е. А. Особенности применения акустического метода при оценке прочности и долговечности магистральных трубопроводов // Научные проблемы водного транспорта. 2008. № 25. С. 26–32.
13. Choi K. N., Juarez J. C., Taylor H. F. Distributed fiber optic pressure/seismic sensor for low-cost monitoring of long perimeters// Proc. SPIE. 2003. 5090. Pр. 134–141.
14. Zuo J., Zhang Y., Xu H., Zhu X., Zhao Z., Wei X., Wang X. Pipeline Leak Detection Technology Based on Distributed Optical  Fiber Acoustic Sensing System. IEEE Access, 2020, 8, 30789-30796. doi:10.1109/access.2020.2973229.
15. Timofeev A. V., Denisov V. M. Multimodal Heterogeneous Monitoring оf Super-Extended Objects: Modern View. Recent Advances in Systems Safety and Security, Edited by Grigore Stamatescu, 06/2016: chapter Vol. 62 of the series Studies in Systems, Decision and Control: pages 97–116; Springer International Publishing., ISBN: 978-3-319-32523-1,
DOI:10.1007/978-3-319-32525-5_6.
16. Timofeev A. V., Groznov D. I. Classification of Seismoacoustic Emission Sources in Fiber Optic Systems for Monitoring Extended Objects. Optoelectron. Instrument. Proc. 56, 50–60 (2020). https://doi.org/10.3103/S8756699020010070.
17. ГОСТ Р 52727-2007 Техническая диагностика. Акустико-эмиссионная диагностика. Общие требования. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200051020.