РАЗВИТИЕ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ

УДК 620.165.29

Гринюк Дмитрий Анатольевич – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры автоматизации производственных процессов и электротехники. Белорусский государственный технологический университет (ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь). Е-mail: hryniukda@gmail.com

Сухорукова Ирина Геннадьевна – старший преподаватель кафедры программной инженерии. Белорусский государственный технологический университет (ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь). Е-mail: irina_x@rambler.ru

Олиферович Надежда Михайловна – старший преподаватель кафедры автоматизации производственных процессов и электротехники. Белорусский государственный технологический университет (ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск, Республика Беларусь). Е-mail: oliferovich@belstu.by

DOI: https://doi.org/ 10.52065/2520-6141-2025-290-7.

 

Ключевые слова: герметичность, запорная арматура, классификация методов измерения.

Для цитирования: Гринюк Д. А., Сухорукова И. Г., Олиферович Н. М. Развитие систем контроля герметичности // Труды БГТУ. Сер. 3, Физико-математические науки и информатика. 2025. № 1 (290). С. 36–46. DOI: 10.52065/2520-6141-2025-290-7.

Аннотация

В статье проведен анализ методов контроля герметичности. Оценку герметичности производят в разных направлениях человеческой деятельности. И если в прошлом веке анализ данного параметра, который относится к системам неразрушимого контроля, производился в основном визуально оператором с использованием дополнительных приборов и веществ, то на сегодняшний момент выпускается широкая номенклатура установок и систем автоматического и автоматизированного контроля. В анализе показано, что существующие ранее классификации методов контроля герметичности требуют других подходов. Рекомендовано разделить методы оценки протечек на несколько направлений исходя из области применения и направления использования. Предложено выделить отдельно методы, которые применяются на постоянной основе при производстве изделий в промышленности. Здесь важны удобство работы с оборудованием, скорость выполнения тестов, точность, способность производить испытания в автоматическом режиме, соответствие нормативным документам и т. д. Отдельно можно выделить методы контроля герметичности, которые применяются в условиях производства. Для данного направления характерны требования к мобильности, дистанционности, обеспечение нормативных и экологических норм эксплуатации. Отличительной особенностью является привлечение вычислительных методов анализа – от старых до современных методов машинного обучения. Использование трубопроводов и трубопроводных систем – это один из экологических и энергоэффективных методов транспортировки и распределения жидкостей. Особенностью методов, которые применяются в данном направлении, является распределенность объекта наблюдения на большой площади, сложность доступа при нахождении в земле или воде и т. д. Предотвращение утечек и раннее их обнаружение очень важно для непрерывной работы, экологии и коммерческой выгоды. Это способствует развитию отдельного класса аппаратных и вычислительных методов оценки герметичности.

Скачать

Список литературы

  1. Сухорукова И. Г. Анализ методов измерения герметичности конструкций для автоматического испытания запорной арматуры // Труды БГТУ. 2010. № 6: Физ.-мат. науки и информатика. С. 125–129.
  2. Hilleret N. Leak Detection. CERN, Geneva, Switzerland. 203–212. 1999. Report number, CERNOPEN- 2000-280.
  3. Методы контроля и испытаний. Арматура трубопроводная: ГОСТ 33257-2015. М.: Стандартинформ, 2016. 58 с.
  4. American Petroleum Institute (API). API Standard 521: Pressure-relieving and Depressuring Systems. 6th ed. Washington, D.C: API Publishing, 2014. 260 p.
  5. American Petroleum Institute (API). ANSI/API Standard 598: Valve Inspection and Testing. 11th ed. Washington, D.C: API Publishing, 2023. 17 p.
  6. International Standard Organization (ISO). ISO 5208: Industrial valves – Pressure testing of metallic valves. 4th ed. Switzerland: ISO Publishing, 2015. 13 p.
  7. Manufacturers Standardization Society of the Valve and Fittings Industry, Inc. (MSS). Standard MSS SP-61-2019: Pressure Testing of Valves. Vienna, Virginia: MSS Publishing, 2019. 8 p.
  8. American Petroleum Institute (API). ANSI/API Standard 6D: Specification for Pipeline and Piping Valves. 24rd ed. Washington, D.C: API Publishing, 2014. 112 p.
  9. European Standard. EN-12266-1:2012: Industrial Valves – Testing of Metallic Valves. Part 1. Pressure Tests, Test Procedures and Acceptance Criteria – Mandatory Requirements. Brussels: European Committee for Standardization, 2012. 17 p.
  10. British Standards Institute (BSI). BS 6755-1: 1986. Testing of valves. Part 1. Specification for production pressure testing requirements. London: BSI Publishing, 1986. 14 p.
  11. American National Standard Institute (ANSI). ANSI/FCI 70-2-2021. Control Valve Seat Leakage. Cleveland, OH: Fluids Controls Institute, 2021. 12 p.
  12. Leak Test Handbook Measuring, Testing, Practical Use. URL: https://www.jwf.com/fileadmin/ userupload/downloadfiles/200423-jwf-lecktestfibel_EN_LOWRES.pdf (accessed 13.12.2024).
  13. Werner G. B. Helium leak detectors: from a laboratory device to dedicated industrial leak test units // Vacuum. 1993. Vol. 44, issues 5–7. P. 627–632. DOI: 10.1016/0042-207X(93)90112-N.
  14. Сухорукова И. Г., Гринюк Д. А., Оробей И. О. Повышение чувствительности измерителя протечек запорной арматуры // Труды БГТУ. 2015. № 6: Физ.-мат. науки и информатика. С. 132–136.
  15. Сухорукова И. Г., Гринюк Д. А., Оробей И. О. Влияние условий фильтрации и сглаживания в информационных каналах на критерий серий // Труды БГТУ. 2016. № 6: Физ.-мат. науки и информатика. С. 117–121.
  16. Study on Leak Testing Methods / R. Bhosale [et al.]. 2017. URL: https://www.researchgate.net/ publication/323219717 (accessed 13.12.2024).
  17. Kaewwaewnoi W., Prateepasen A., Kaewtrakulpong P. Investigation of the relationship between internal fluid leakage through a valve and the acoustic emission generated from the leakage // Measurement. 2010. Vol. 43. P. 274–282.
  18. Wagner H. Innovative techniques to deal with leaking valves // Tech Papers ISA. 2004. Vol. 454. P. 105–117.
  19. A study of the characteristics of the acoustic emission signals for condition monitoring of check valves in nuclear power plants / J. H. Lee [et al.] // Nuclear Eng Des. 2006. Vol. 236. P. 1411–1421.
  20. Novel leakage detection method by improved adaptive filtering and pattern recognition based on acoustic waves / Z. Chi [et al.] // International Journal of Pattern Recognition and Artificial Intelligence. 2022. Vol. 36 (2). P. 2259001. DOI: 10.1142/S0218001422590017.
  21. Pouye A., Rondeau A., Lafargue E. Acoustic Emissions – Application on Industrial Valve Leak Rate Quantification // 29th International Congress on Sound and Vibration 9–13 July 2023. Praugue, Czech Republic, 2023. P. 1–8.
  22. Thompson G., Zolkiewski G. Experimental investigation into the detection of internal leakage of gases through valves by vibration analysis // Proc Inst Mech Eng. Part E. J Process Mech Eng., 1997. Vol. 211. P. 195–207.
  23. Online valve monitoring systems used on off-shore platforms in the north sea / T. Juvik [et al.] // In 21st International Conference on Off-shore Mechanics and Arctic Engineering. Oslo, Norway, 5, 2002. P. 1–5. DOI: 10.1115/OMAE2002-28403.
  24. Hamilton S., Charalambous B. Leak Detection: Technology and Implementation. IWA Publishing. 2013. 112 p. DOI: 10.2166/9781789060850.
  25. Quantification of valve leakage rates / E. Meland // American Institute of Chemical Engineers Journal. 2012. Vol. 58 (4). P. 1181–1193. DOI: 10.1002/aic.12630.
  26. Investigation of Pressure Signal and Leak Detection in Pipes by Using Wavelet Transform in Transient Flow / R. N. Vafaei [et al.] // Engineering Proceedings. 2024. Vol. 69 (1). P. 76. DOI: 10.3390/engproc2024069076.
  27. Convolutional neural networks-based valve internal leakage recognition model / S.-B. Zhu [et al.] // Measurement. 2021. Vol. 178. P. 109395. DOI: 10.1016/j.measurement.2021.109395.
  28. Machine learning modeling for spectral transient-based leak detection / V. Asghari [et al.] // Automation in Construction. 2023. Vol. 146. P. 104686. DOI: 10.1016/j.autcon.2022.104686.
  29. Detection and estimation of valve leakage losses in reciprocating compressor using acoustic emission technique / H. Y. Sim [et al.] // Measurement. 2020. Vol. 152. P. 107315. DOI: 10.1016/j.measurement.2019.107315.
  30. A review on current technologies and future direction of water leakage detection in water distribution network / M. R. Islam [et al.] // IEEE Access. 2022. Vol. 10. P. 107177–107201. DOI: 10.1109/ACCESS.2022.3212769.
  31. Literature review of data analytics for leak detection in water distribution networks: A focus on pressure and flow smart sensors / X. Wan [et al.] // Journal of Water Resources Planning and Management. 2022. Vol. 148 (10). P. 03122002. DOI: 10.1061/(ASCE)WR.1943-5452.0001597.
  32. Review and analysis of pipeline leak detection methods / N. V. S. Korlapati [et al.] // Journal of Pipeline Science and Engineering. 2022. Vol. 2, issue 4. P. 100074. DOI: 10.1016/j.jpse.2022.100074.
  33. Leak detection and localization in water distribution networks: Review and perspective / L. Romero-Ben [et al.] // Annual Reviews in Control. 2023. Vol. 55. P. 392–419. DOI: 10.1016/j.arcontrol.2023.03.012.
  34. A Review of Leakage Detection Strategies for Pressurised Pipeline in Steady-State / D. Zaman [et al.] // Engineering Failure Analysis. 2019. P. 104264. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2019.104264.
  35. Альперович И. В. Численные эксперименты с методом RTFS на математической модели отборов из нефтепровода при стационарном режиме перекачки // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2023. № 2. С. 11–15.

Поступила после доработки 15.01.2025