Название проекта: СИСТЕМА ДИАГНОСТИКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ Автор проекта: Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ "Уфимский государственный нефтяной технический университет", г. Салават Хуснутдинова Ильвина Гамировна АП г. ПРЕЗЕНТАЦИЯ Название номинации: ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 21 ВЕКА (в области электроники, электротехники, приборостроения, электроснабжении и энергосбережении) ВСЕРОССИЙСКИЙ КОНКУРС студенческих ИДЕЙ «ШАГ В БУДУЩЕЕ » Руководитель: профессор Баширов Мусса Гумерович

2 Цели и задачи проекта Шаг в будущее! Увеличение чистого процентного дохода Увеличение дохода от межбанковской комиссии Расширение сферы услуг Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават Разработка новой конструкции и способа выделения диагностической информации электромагнитного акустического прибора Сокращение необходимых повторных операций по контролю и повышение достоверности контроля. Предотвращение аварий Увеличение эффективности контроля металлических изделий

СтратегияВнедрение Выявление проблем Оценка текущей эффективности Разработка модели Параметры измерения Схема выделения сигнала Оценка экономической эффективности внедрения Методика внедрения системы Анализ рисков Возможности развития Этапы реализации 3 Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават Развитие Проектирование

Стратегия 4 Шаг в будущее! Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават

Описание проблемы 5 Решение Обратите внимание Распределение количества аварий по видам технологического оборудования в России, % ! В мире ежегодно на нефтеперерабатывающих предприятиях случается до 1500 аварий, 4 % которых уносят от 150 до 200 человеческих жизней. Оценка потенциальной опасности Источник: Интернет-журнал "Технологии техносферной безопасности" Выпуск 4 (50), 2013 г.( Причины аварий на технологических установках, % V Рассмотрение процесса приводящего к аварийности V Предложение способа предотвращения аварийности оборудования Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават

Процесс приводящий к аварийности 6 Источник: анализ интернет статей и модель сделанная в программе ANSYS Стадия инкубационная Образование зародышевых дефектов Напряженно-деформированное состояние + Коррозионная среда = Концентратор напряжения (часто в виде питтинга) вакансии и их скопления Стадия субкритическая стабильный рост зародышевых дефектов Конечный быстрый долом достижение размеров субкритических трещин критических размеров Аварийное состояние одиночные поры цепочки пор по границам зерен рост пор по границам зерен слияние пор в микротрещины развитие микротрещин Т, К P, кПа pH и др. Стадии Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават

Решение проблемы сегодня 7 Использование неразрушающего контроля (НК) магнитный; вихретоковый; радиоволновой; оптический; акустический (ультразвуковой); радиационный; тепловой; электрический; проникающими веществами. Распределение объемов неразрушающего контроля по основным методам Согласно ГОСТу применяются следующие методы НК: Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават Источник: анализ интернет статей Существующие методы и приборы направлены на выявление зародышевых дефектов. Когда как выполнение контроля необходимо выполнять на раннем этапе их развития – контроль напряженно- деформированного состояния с определением зон концентрации напряжений. !

Проектирование 8 Шаг в будущее! Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават

Наше предложение 9 Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават Источник: анализ интернет статей, 3D модель сделанная в программе ANSYS, экспериментальные исследования на кафедре На рисунке представлен наглядный пример модели НДС конструкции созданная в программе ANSYS, которая дает возможность увидеть наиболее нагруженные участки требующие особого контроля. В этих участках изменяются электрофизические свойства материала Изменение твердости Изменение магнитной проницаемости Изменение эл. проводимости На сегодняшнем этапе развития неразрушающего контроля бурно обсуждаются и предлагаются методы, позволяющие по измененным электрофизическим параметрам оценить НДС металла. 2. Электромагнитно-инденторный метод Наиболее перспективны три направления развития: 3. Электромагнитно-акустический метод Определение напряженно-деформированного состояния (НДС) Сегодня уже имеется Наше предложение 1)Предлагаются разные виды преобразовател ей и дефектоскопов, выявляющие дефекты; 2) Изучаются и разрабатываютс я алгоритмы выделения информации диагностики 1) Применить ЭМА метод для количественной оценки напряженно- деформированного состояния; 2) В качестве параметра диагностической информации предложить использовать параметры передаточной функции. основан на использовании эффекта возникновения высокой намагниченности металла в зонах больших деформаций металла элементов конструкций, обусловленных действием рабочих нагрузок. Разработки Дубова А.А. Недостаток: исключен любой источник намагничивания в зоне действия контроля 1. Метод магнитной памяти металла Патент РФ 76459, 2008 г. Ишмухаметов В.С., Кузеев И.Р., Баширов М.Г., Баширова Э.М. Недостаток: контакт с металлом

Наше предложение 9 Идея ЭМА метода для оценки НДС Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават Схема экспериментальной установки Результаты 3D моделирования Источник: анализ интернет статей и 3D модели сделанные в программе COMSOL MULTIPHYSICS 1. В результате взаимодействия наведенных вихревых токов с постоянным магнитным полем в объекте возникает ультразвуковая волна. 2. На поверхности объекта под действием ультразвуковой волны происходит перемещение частиц металла в магнитном поле, возникают электрические токи, которые воспринимаются приемной катушкой. Силовые линии магнитного поля Перемещение частиц металла в магнитном поле под действием ультразвуковой волны Генераторная катушка Измерительная катушка Растяжение на испытательной машине УММ-5 Образец контроля Программно- аппаратный комплекс Входное воздействие Выходной сигнал ЭМА преобразователь

Наше предложение 9 Алгоритм количественной оценки о напряженно-деформированном состоянии Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават Источник: *результаты экспериментов на кафедре Проведение дальнейших исследований направлены на оценку предельного состояния материала по предложенной Башировой Э.М. методике оценки, но применительно к электромагнитно-акустическому методу контроля. Вывод: можно выделить области комплексных корней, полученные для уровня накопленных повреждений: Область упругих деформация; Область площадки текучести; Область упрочнения; Область временного сопротивления. Данный факт был принят за критерий количественной оценки предельного состояния оборудования! По анализу сигнала от приемной катушки определяются параметры передаточной функции и корни характеристического уравнения с помощью программ TAУ, разработанных на кафедре «Автоматизация химико- технологических процессов» УГНТУ. Изменение сигнала в приемной катушке при различных растягивающих усилиях (образцы из стали Ст3)* Расположение корней характеристического уравнения образцов стали марки СтЗсп в сопоставлении с диаграммой нагружения *

Аналоги и их возможности 10 Цена Компания- производитель Внешний вид прибора Название прибора Сканер механических напряжений STRESSVISION® Недостатки ООО«Феррологика» г. Санкт-Петербург ООО «Энерго- диагностика» г. Москва руб. высокая цена руб руб.Нет данных Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават ООО «Энерго- диагностика» г. Москва Измеритель Концентрации Напряжений ИКН-7М-16 Измеритель Концентрации Напряжений ИКН-8М-4 ИНТРОСКАН анализатор напряжений и структуры металлов ООО «Фирма РКК» г. Москва использование магнитошумового эффекта применение не полностью изученного метода магнитной памяти металла Источник: анализ интернет статей

Внедрение 11 Шаг в будущее! Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават

12 Рынок потребителей Оценка рынка и конкурентов По грубым оценкам ежегодная потребность в настоящее время по России: - более 500 толщинометров; - более 1000 дефектоскопов. Основные покупатели: Металлургические заводы Автомобильные заводы Трубные заводы Проведение диагностики в нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях (ежегодные тендеры в размере млрд. руб.) Например: Тендер от Выполнение работ по проведению экспертизы промышленной безопасности и технического диагностирования технических устройств цеха завода рублей. Тендер от Выполнение работ по проведению экспертизы безопасности и технического диагностирования на высоте, технического освидетельствования технических устройств цеха химического завода рублей Заказчик: Открытое акционерное общество "Газпром нефтехим Салават" Анализ конкурентов На российском рынке производителей средств НК представленные фирмы в своем развитии могут стать конкурентами «Южно-Уральский Опытно- Механический Завод»(Челябинск) АЛТЕС (Москва) АЛТЕК (Санкт-Петербург) ВЗЛЕТ (Санкт-Петербург) ИНТЕРЮНИС (Москва) ИНТРОТЕСТ (Москва) КОНСТАНТА (Санкт-Петербург) ЛУЧ (Москва) Научно-практическая лаборатория НИИИН «СПЕКТР» (Санкт-Петербург) НОРДИНКРАФТ (Череповец) ПОЛИТЕСТ (Москва) ПРИБОР (Ногинск) РАДИОАВИОНИКА (Санкт-Петербург) ТВЕМА (Москва) ЦНИИТМАШ (Москва) ЭЛТЕСТ (Москва) ДИАСКАН (г. Кишинёв ) ВИГОР (г. Кишинёв) ИНТРОСКОП (г. Кишенёв) VOTUM (г. Кишинёв) Иностранные конкуренты не рассмотрены, так как отечественное производство не уступает и даже дешевле в 3-4раза. Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават Источник: анализ интернет статей и официальных сайтов

13 Оценка экономической эффективности Финансовое положение вопроса Финансовый ущерб от опасных событий на объектах в России, млн. руб. Капитальные затраты Операционные затраты Ущерб от перебраковки руб ,7 руб. 1969,9 руб. Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават Экономические показателиВыводы и пояснения Основные методы диагностики Технические показатели Ульт разв уков ой Вихрето- ковый Предлож енный ЭМА Скорость контроля, м/ч Средний коэффициент перебраковки Экономический эффект Годовая экономия затрат на контроль труб ВТ методом с сравнением с УЗ методом составила руб. Годовая экономия затрат на контроль труб ЭМА методом с сравнением с УЗ методом составила руб. Как следует из расчетов, затраты на контроль ВТ прибором значительно меньше. Однако влияние перебраковки и большая цена труб привели к тому, что ЭМА прибор более экономичен. Исходных данных по влиянию недобраковки не имелось, поэтому этот фактор не учитывался. ++ УЗВТ ЭМА 1430 руб руб ,7 руб.19713,7 руб. 466 руб.8273,7 руб.

14 Реализация Риски и возможные решения Вероятность Влияние НизкийСреднийВысокий Низкий Средний Высокий Риски связанные с разработкой и внедрением 1. Незаинтересованность в использовании 2. Угроза появления идентичного прибора у конкурентов 3. Угроза появления товаров – субститутов (заменителей) 4. Зависимость от потребителей 5. Отсутствие обученного кадра Возможные меры Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават 1. Грамотная презентация проекта 2. Улучшение чувствительных характеристик 3. Развитие предложенного метода в разных направлениях 4. Сотрудничество с фирмами, которые имеют уже развитый рынок потребителей 5. Обучение

Развитие 15 Шаг в будущее! Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават

16 Возможности развития Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават Прогнозирование и оценка остаточного ресурса на основе предложенного метода Возможность подачи заявки на получение патента Разработка прибора и проведение обучения (аналоги обучают по цене 9600 руб. с НДС за одного человека )

18 Приложение Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават

Спасибо Вам за внимание 20 Шаг в будущее! Филиал ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салават Эл. почта: Телефон: Контактная информация: