Preview

Advanced Engineering Research

Расширенный поиск

Пути решения проблем оперативного прогнозирования качества сварных соединений магистральных трубопроводов

https://doi.org/10.23947/1992-5980-2020-20-1-42-50

Полный текст:

Аннотация

Введение. Так как при строительстве магистральных трубопроводов сварка является единственным способом соединения отдельных труб в непрерывную нитку, то современные системы управления качеством продукции сварочного производства основаны на минимизации вероятности появления характерных дефектов. Это достигается мониторингом и документированием сварочных работ.

Материалы и методы. Проведенный анализ систем мониторинга процессов ручной, механизированной и автоматической орбитальной сварки показал, что промышленность остро нуждается в системах, не просто контролирующих и документирующих процесс сварки, но и прогнозирующих качество сварных соединений.

Это актуализирует необходимость разработки интеллектуального модуля, который смог бы на основании результатов мониторинга в режиме реального времени оперативно прогнозировать качество сварных соединений.

Результаты исследования. Так как теоретическая связь результатов прогнозирования с показателями качества шва характеризуется взаимодействием значительного количества физических явлений, протекающих во времени, то результаты процесса сварки могут быть описаны только достаточно полной нестационарной физико-математической моделью сварочного процесса. Однако с целью возможности прогнозирования результатов процесса сварки непосредственно при их мониторинге предлагается упрощенная модель прогнозирования, главной особенностью которой является возможность синхронного выполнения расчётов с реальным процессом, что реализуется в цикле реального времени с заданным шагом.

Обсуждение и заключения. Главным препятствием успешного функционирования модуля оперативного прогнозирования, помимо длительности численного решения уравнений модели, является погрешность оценки.

Чтобы обеспечить минимальную погрешность виртуального воспроизведения при упрощении необходимо провести комплексные исследования значимости отдельных факторов и явлений на показатели качества. Эти соображения определили содержание и последовательность работ по созданию и внедрению интеллектуального модуля оперативного прогнозирования качества сварки. Несомненно, что информация по прогнозированию качества сварных соединений должна поступать в систему управления качеством трубопроводов более высокого уровня, а также анализироваться строительными организациями с целью выработки профилактических мер по совершенствованию организации и выполнению сварочных работ.

Об авторах

А. Е. Филяков
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Россия

Филяков Алексей Евгеньевич – аспирант.

105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5/1.



М. А. Шолохов
УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
Россия

Шолохов Михаил Александрович - заведующий кафедрой автоматизации и роботизации сварочного производства.

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19.



Список литературы

1. Мустафин, Ф. М. Современные технологии сварки трубопроводов: учебное пособие / Ф. М. Мустафин, Н. Г. Блехерова, Л. И. Быков. — Санкт-Петербург : Недра, 2010. — 560 с.

2. Опыт разработки и применения современных отечественных технологий и оборудования для автоматической орбитальной сварки магистральных газопроводов / О. Б. Гецкин [и др.] // Сварка и Диагностика. — 2010. — № 6. — С. 51–57.

3. Реализация адаптивных технологий сварки кольцевых стыков магистральных трубопроводов / Н. П. Алешин [и др.] // Сварка и Диагностика. — 2011. — № 5. — С. 49–53.

4. Алешин, Н. П. Современные способы сварки: учебное пособие / Н. П. Алешин, В. И. Лысак, В. Ф. Лукьянов. — Москва: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. — 58 с.

5. Гладков, Э. А. Регистратор параметров сварки / Э. А. Гладков // Сварочное производство. — 2000. — № 3. — С. 46–47.

6. Гаврилов, А. И. Видеокомпьютерные технологии построения компактных моделей протяженных сварных швов в системах автоматизированного мониторинга качества при строительстве магистральных тру-бопроводов / А. И. Гаврилов, Э. А. Гладков, Р. А. Перковский // Сварка и Диагностика. — 2014. — № 1. — С. 57–61.

7. Kuvin, B. F. Captured: Real-Time welding data to optimize quality, efficiency / B. F. Kuvin, L. A. Kren // MetalForming magazine. — 2016. — Vol. 50, no. 3. — P. 40–43.

8. On-line quality monitoring in short-circuit gas metal arc welding / S. Adolfsson [et al.] // Welding Journal. -1999. — Vol. 78, no. 2. — P. 59s–73s.

9. Monitoring and control of penetration in GTAW and pipe welding / X. R. Li [et al.] // Welding Journal. — 2013. — Vol. 92, no. 6. — P. 190s–196s.

10. Choi, J. H. Simulation of dynamic behavior in a GMAW system / J. H. Choi, J. Y. Lee, C. D. Yoo // Welding Journal. — 2001. — Vol. 80, no. 10. — P. 239s–245s.

11. Control of the weld quality using welding parameters in a robotic welding process / M.-H. Park [et al.] // Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. — 2018. — Vol. 87, no. 1. — P. 32–40.

12. Булычев, В. В. Способы и средства мониторинга и автоматизации сварочных процессов: учебное пособие / В. В. Булычев. — Калуга : Манускрипт, 2018. — 44 с.

13. Leifsson, L. Surrogate modelling and optimization using shape-preserving response prediction: a review / L. Leifsson, S. Koziel // Journal Engineering Optimization. — 2015. — Vol. 48, no. 3. — P. 476–496.

14. Determination of welding parameters for shielded metal arc welding / U. Soy [et al.] // Scientific Research and Essays. — 2011. — Vol. 6, no. 15. — P. 3153–3160.

15. Харионовский, О. В. Мониторинг объектов линейной части магистральных газопроводов / О. В. Харионовский // Территория Нефтегаз. — 2009. — № 4. — С. 22–25.

16. Лисин, Ю. В. Мониторинг магистральных нефтепроводов в сложных геологических условиях / Ю. В. Лисин, А. А. Александров // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. — 2013. — № 2. — С. 22–27.

17. Создание, внедрение и сопровождение архива электронных копий и оцифрованных данных трассы магистрального нефтепровода / В. И. Суриков [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. — 2015. — № 4. — С. 52–60.


Для цитирования:


Филяков А.Е., Шолохов М.А. Пути решения проблем оперативного прогнозирования качества сварных соединений магистральных трубопроводов. Вестник Донского государственного технического университета . 2020;20(1):42-50. https://doi.org/10.23947/1992-5980-2020-20-1-42-50

For citation:


Filyakov A.E., Sholokhov M.A. On solving problems of operational forecasting of main pipeline weld joint quality. Vestnik of Don State Technical University . 2020;20(1):42-50. https://doi.org/10.23947/1992-5980-2020-20-1-42-50

Просмотров: 102


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2687-1653 (Online)