Прадказальная тэхнічная эксплуатацыя абсталявання з нержавеючай сталі: выкарыстанне дадзеных датчыкаў IoT для прагназавання карозіі і запланавання рамонтаў

Прадказальная тэхнічная эксплуатацыя абсталявання з нержавеючай сталі: выкарыстанне дадзеных датчыкаў IoT для прагназавання карозіі і запланавання рамонтаў

Нержавеючае жалеза вядомае сваёй стойкасцю да карозіі, але яно не непераможнае. У жорсткіх умовах — хімічныя заводы, марскія або прамыя ўстаноўкі харчавання — карозія можа прывесці да выхаду з ладу абсталявання, неспланаваных прастою і небяспекі. Традыцыённыя мадэлі тэхнічнага абслугоўвання (рэактыўнае або прафілактычнае) занадта позна або няэфектыўнае. Прагнатычнае тэхнічнае абслугоўванне, уключаныя ў IoT-датчыкі і аналіз дадзеных, пераўтварае спосабы манітарынгу карозіі і планавання рамонтаў. Вось як яго рэалізаваць.

? 1. Межы традыцыённага манітарынгу карозіі

• Рэактыўнае тэхнічнае абслугоўванне : Вырашэнне праблем пасля іх узнікнення (напрыклад, замена трубкі пасля яе патоку).

• Прафілактычнае тэхнічнае абслугоўванне : Планавыя праверкі і замены, часта занадта раннія або занадта познія.

• Схаваная карозія : Унутраны піттынг, карозія ў шчылінах і карозійнае трэшчынаванне пры напружанні (SCC) часта застаюцца непазначанымі, пакуль не стане занадта позна.

Прагнатычнае тэхнічнае абслугоўванне выкарыстоўвае рэальныя дадзеныя для прагназавання хуткасці карозіі і ўмяшання ў час.

? 2. Ключавыя датчыкі ІТ для маніторынгу карозіі

а. Электрахімічныя датчыкі

• Функцыя : Вымярэнне хуткасці карозіі з дапамогай электрычнага супраціву (ER), лінейнага супраціву палярызацыі (LPR) або электрахімічнага шуму (EN).

• Прыклад выкарыстання : датчыкі ER ідэальна падыходзяць для асяроддзяў, якія апускаюцца (танкі, трубаправоды); датчыкі LPR даюць імгненныя дадзеныя хуткасці карозіі.

b. Ультрагукавыя датчыкі таўшчыні

• Функцыя : Назіраць за стратай таўшчыні сцен з цягам часу.

• Прыклад выкарыстання : Пастаянныя датчыкі, прымацаваныя да вадаёмаў або труб, перадаюць дадзеныя аб таўшчыні бесперапынна.

в. Экалагічныя датчыкі

• Функцыя : Скрыжаванне стымулятараў карозіі: іёны хлору, pH, вільготнасць, тэмпература.

• Прыклад выкарыстання : У прыбярэжных заводах датчыкі хлоруду папярэджваюць, калі ўзровень салёнасці перавышае парогі для нержавеючай сталі (напрыклад, > 200 д/мл для 304 СС).

д. Сэнсары напружання і вібрацыі

• Функцыя : Выяўляюць пачатак каразійнага трэшчынавання (SCC).

• Прыклад выкарыстання : На мешалках ці насосах, нешташыя вібрацыі сведчаць аб стомленасці, якая можа паскарыць утворэнне трэшчын.

? 3. Прагназаванне каразіі з дапамогай аналізу дадзеных

Толькі дадзеных IoT недастаткова. Платформы аналітыкі ўзаемазвязваюць дадзеныя датчыкаў з аперацыйнымі параметрамі для прадказання рэшткавага тэрміну службы (RUL).

а. Мадэляванне хуткасці карозіі

• Уводы : хуткасць карозіі ў рэжыме рэальнага часу (з датчыкаў ER / LPR), дадзеныя аб асяроддзі (хларыды, тэмпература) і эксплуатацыйная нагрузка.

• Вывад прагноз страты таўшчыні з цягам часу. Напрыклад, калі хуткасць карозіі складае 0,1 мм / год, і мінімальная таўшчыня сцены складае 5 мм, сістэма вылічае, калі запланаваць рамонт.

b. Алгарытмы машыннага навучання

• Выяўленне анамаліі : Выяўленне ненармальных узлётаў карозіі (напрыклад, з-за выпадковага выліву кіслаты).

• Прагнозныя мадэлі : навучыць алгарытмы на гістарычных дадзеных аб збоях, каб прадказаць SCC або выкапленне ў канкрэтных умовах.

в. Інтэграцыя лічбавых блізнят

• Стварэнне віртуальнай рэплікі крытычнага абсталявання (напрыклад, рэактарная ёмістасць). Сімуляваць карозію ў розных сцэнарыях для аптымізацыі графікаў тэхнічнага абслугоўвання.

️ 4. Укараненне сістэмы прадказальнага абслугоўвання

Крок 1: Устаноўка датчыкаў

• Прыярытэтныя кампаненты з высокім рызыкай: зваркі, выгібы, зоны са стагнаваным патокам.

• Выкарыстоўвайце бесправадныя датчыкі (напрыклад, LoRaWAN або NB-IoT) для лёгкай паслязапашвальнай мантажу.

Крок 2: Інтэграцыя дадзеных

• Дадзеныя датчыкаў падаюцца ў хмарную платформу (напрыклад, AWS IoT, Azure IoT) або прамысловае праграмнае забеспячэнне (напрыклад, Siemens MindSphere, GE Predix).

Крок 3: Аналітыка і папярэджанні

• Вызначце парогі хуткасці каразіі або страты таўшчыні. Аўтаматычна апавяшчайце пра адхіленні тэндэнцыяў ад асноўнога ўзора.

• Прыклад: Калі ўзровень хларыдаў павялічваецца і хуткасць каразіі расце на 50%, актывіруйце праверку.

Крок 4: Вынікі, якія можна выкарыстаць

• Плануйце рамонт падчас запланаваных спыненняў.

• Карыгуйце ўмовы эксплуатацыі (напрыклад, паніжайце тэмпературу), каб спаволіць каразію.

: 5. Практычнае выкарыстанне: сістэма ахалоджвання на хімічным заводзе

• Проблема : Цеплаабменнікі з нержавеючай сталі 316L, якія выйшлі з ладу з-за піттынгавай карозіі, выкліканай хларыдамі

• Рашэнне :

  • Ўстаноўлены сэнсары ER на ўваходзе/выходзе і сэнсары LPR у тэхналагічным цыркуляцыі рассолу

  • Сэнсары акалічнай абалонкі назіралі за канцэнтрацыяй хларыдаў і тэмпературай

  • Аналіз дадзеных прадказаў хуткасць пранікнення піттынга

• РЭЗУЛЬТАТ : Рамонтныя працы запланаваны на чацвертыя выключэнні, што выдалілі непрадугледжаныя перапыны і падоўжылі тэрмін службы абсталявання на 30%

✅ 6. Спадзяваныя перавагі праекта

• Зменшэнне сярэдкаў : Пазбегнуць аварыйнага рамонту і скараціць запасы запчастак

• Бяспека : Запабягчы ўцечкі або адмоўкі ў крытычных сістэмах

• Утрымлівасць : Пашырэнне тэрміну эксплуатацыі абсталявання, скарачэнне адкідаў.

? 7. Пачатак: Практычныя парады

• Пачніце з малога : Правядзіце выпрабаванне на адным высокавартасным актыве (напрыклад, рэактар, трубаправод).

• Суайце з экспертамі : Вытворцы датчыкаў (напрыклад, Emerson, Honeywell) прапануюць вырашэнні ад пачатку да канца.

• Абучэнне каманды : Пераканайцеся, што персанал можа інтэрпрэтаваць дадзеныя пра карозію і дзейнічаць у адпаведнасці з высноўкамі.

? Вынік: ад рэактыўнага к прагнозаванню карозіі

Прадыктыўнае тэхнічнае абслугоўванне — гэта не майстутнае, а сённяшні дзень. Для абсталявання са штойвалай сталі ў агрэсіўных асяроддзях дадзеныя IoT-датчыкаў і аналітыка забяспечваюць неабходную бачнасць для прадказвання карозіі, дакладнага прагназавання рамонта і пазбягання катаклізмаў.

Парада прафесіяналаў суадносіце дадзеныя IoT з ручнымі інспектаваннямі для праверкі. Нават найлепшыя датчыкі патрэбуюць каліброўкі і пацвярджэння.