ru en
Авторы
  • Деревягин А.М., Морозов Ю.А.,
  • Степанов А.Р., Селезнев С.В., ЗАО «НПО «Вымпел»
В России и за рубежом эксплуатируется более двухсот гигрометров семейства «КОНГ-Прима», из них в отечественной газовой промышленности — 173 прибора «КОНГ-Прима-2», по которым фирма «Вымпел» имеет информацию.
Ввод в эксплуатацию приборов «КОНГ-Прима-2» по годам осуществлялся в следующей последовательности: 1995 г. — 21, 1997 г, — 19, 1998 г.-39, 1999 г.-62 и 2000 г.-29.
Запланированная потребность отрасли на 2000-2001 гг. составляет более 170 гигрометров.
На основании данных (рис. 1), полученных фирмой «Вымпел» за эти годы благодаря контактам с персоналом газотранспортных и газодобывающих организаций, опросным листам, анализу отказов, видов и объемов ремонтных работ, можно подвести некоторые итоги.
Число установленных приборов и потребность по годам
По информации с мест эксплуатации о 126 приборах 56 работают без каких-либо отказов. В действительности эта цифра значительно больше, поскольку нельзя причислять к отказам неисправности, которые устраняются своевременным техническим обслуживанием и профилактикой. К данной группе относятся засорение трубки и чувствительного элемента. Следует отметить, что 41 прибор отказывал один раз за время эксплуатации, 16 приборов оказывало — два раза и 13 приборов — три и более раз.
Представляет определенный интерес зависимость качества эксплуатации от факта «обучен» или «не обучен» персонал. Она прослеживается на гистограмме (рис. 2).
Зависимость отказов от обученности персонала
В организациях, персонал которых прошел обучение на фирме «Вымпел», 58 % приборов работает без отказов, 30 % — с одним отказом, 12 % — с двумя отказами и 1 % — с тремя и более отказами. В организациях с необученным персоналом эти цифры соответственно — 32, 35, 12 и 21 %.
С учетом сложности проблемы измерения влажности российского природного газа и особенностей эксплуатации приборов «КОНГ-Прима» фирма «Вымпел» рекомендует лицам, которым поручается внедрять, следить за эксплуатацией и обслуживать данный гигрометр, проходить цикл обучения на фирме-изготовителе.
Следующий этап анализа проводился по информации, которой обладает фирма «Вымпел».
Сравнительный анализ данных от организаций, предоставивших информацию, и данных по этим же организациям, которыми обладает фирма, показывает, что они практически совпадают. Некоторые несоответствия содержатся в информации, полученной от Кавказтрансгаза, Тюментрансгаза и Ямбурггаздобычи. Причины различия разрешаются фирмой в оперативном порядке.
Все отказы можно разделить на три группы по характеру их происхождения:
  • конструктивные, обусловленные несовершенством конструкции и технологии;
  • производственные, вызванные дефектами изготовления элементов, сборки, регулировки приборов, а также некондиционностью комплектующих;
  • эксплуатационные, связанные с неквалифицированным техническим обслуживанием и нештатными условиями эксплуатации.
К первой группе относятся отказы, вызванные сбоями программного обеспечения, несовершенством ранних версий ПО и конструкции датчика первичной информации.
Во вторую группу входят отказы в блоке электроники (непропай выводов интегральных микросхем, межвитковые замыкания, некондиционные исходные материалы для термодатчика).
К третьей группе относятся скол чувствительного элемента (оптоволокна) при промывке датчика, отказ электронного блока при возникновении на входе/выходе электромагнитных помех, превышающих допустимый уровень (ГОСТ 29254, нормы 8-95), например во время грозы повреждение термоэлектробатареи — ТЭБ — при резких подаче/сбросе давления.
За первую и вторую группы отказов ответственность несет фирма «Вымпел», за третью — эксплуатационный персонал
Анализ отказов выполнен для каждого заказчика.
На гистограмме (рис. 3) показан суммарный результат анализа по годам эксплуатации приборов «КОНГ-Прима-2». Для получения сравнительной характеристики при анализе отказов использованы значения коэффициентов К1, К2 и К3 Эти коэффициенты характеризуют отношение общего числа отказов с ответственностью фирмы «Вымпел» и с ответственностью эксплуатации к числу эксплуатируемых приборов по годам.
Общее число приборов и отказ по годам
Из рис. 4 видно, что значение коэффициентов снижается по годам ввода приборов в эксплуатацию. Указанный фактор достигается благодаря деятельности фирмы по совершенствованию гигрометров, в частности по улучшению эксплуатационных характеристик прибора «КОНГ-Прима-2».
Кривые отказов по годам
В целях устранения наиболее характерных видов отказов выполнены следующие мероприятия.
1. Обрыв термодатчика ДПИ.
При обнаружении данного дефекта был введен входной контроль комплектующих и была изменена технология сборки термодатчика ДПИ, в результате чего в последующих партиях приборов указанный дефект практически не проявляется.
2. Отказ электроники в условиях нерегламентированных электромагнитных помех.
Преобразователь точки росы «КОНГ-Прима-2» разработан с учетом требований электромагнитной совместимости по ГОСТ 29254 и нормам 8-95. Однако в некоторых случаях уровень помех на входах/выходах прибора превышает граничные значения, что приводит к сбоям ПО, отказам электронной базы и токового выхода.
В конструкции гигрометра произведены схемно-технические доработки входных/выходных цепей, связанные с введением дополнительных фильтров и заменой интегральной микросхемы АД420 на АД421, обладающую большей помехоустойчивостью. Данная модернизация осуществляется как плановая для всех приборов, проходящих через фирму «Вымпел» при поверке и ремонте.
3. Скол оптического волокна (чувствительного элемента).
При проведении профилактических работ с учетом миниатюрности и хрупкости чувствительного элемента (изгиб кварцевого оптического волокна) необходимо использовать указанные в руководстве по эксплуатации материалы и инструменты. Применение других подручных материалов ведет к выходу из строя чувствительного элемента.
Поскольку в условиях эксплуатации не всегда имеются необходимые инструменты и материалы, то планируется в ближайшее время оснащать все новые приборы (и при наличии потребности и эксплуатирующиеся) специальным набором для проведения профилактических работ.
Кроме того, изменена конструкция чувствительного элемента, в которой сведена к минимуму вероятность его скола.
4. Неэффективность работы ТЭБ.
Анализ показал, что она теряет эффективность при повреждении ее верхней ступени. Его причиной является разность давлений в измерительной камере прибора и внутренней полости термодатчика ДПИ.
В целях устранения дефекта в конструкции термодатчика ДПИ предусмотрены специальные дренажные отверстия для выравнивания величин давления.
5. Отказы электронной части прибора.
В целях повышения надежности электронной части прибора «КОНГ-Прима-2» проведены следующие доработки:
  • введен активный нагрев корпуса прибора с программной стабилизацией температуры до +30 °С;
  • уменьшен период времени таймера микроконтроллера для предотвращения "зависания" программы, реализующей алгоритм работы прибора;
  • использована интегральная микросхема со специальной функцией защиты перепрограммируемого запоминающего устройства от разрушения.
Доработки выполняются фирмой «Вымпел» бесплатно во время поверки и других ремонтных работ.
Фирмой «Вымпел» на 30.10.2000 г. изготовлено 35 поверочных комплексов «КОНГ». Из этого числа организациям ОАО «Газпром» поставлено 13 комплексов: Мострансгазу — 4; Волгоград- трансгазу — 2; Надымгазпрому — 2; Ямбурггаздобыче — 1; Уренгойгазпрому — 3; Кубаньгазпрому — 1.
Организации, имеющие комплексы, проводят поверку преобразователя точки росы «КОНГ-Прима-2» в региональных ЦСМ. ООО «Тюментрансгаз» планирует осуществлять поверку гигрометров на базе Восточно-Сибирского научно-исследовательского института физико-технических и радиотехнических измерений (ВС НИИФТРИ), Иркутск, все остальные — на фирме «Вымпел».
Поверка комплексов выполняется в соответствии с методикой поверки КРАУ2.891.001 МИ, утвержденной Госстандартом России, с использованием средств, приведенных в таблице.
Краткое описание алгоритма функционирования прибора
Средства поверки
Средство поверки и соответствующий НД
Основные метрологические и технические характеристики
Термокамера «Мини Сабзеро МС-81»
Диапазон задания температуры −50...+30 °С.
Допускаемые отклонения от установленного значения ± 2 °С
Показать все Характеристики
Вместо эталонного генератора влажного газа допускается применение эталонного средства измерения температуры точки росы с погрешностью измерения не более ±0,25 °С.
Механическое разрушение ТЭБ связано с конструктивным дефектом, при котором не были учтены разбросы ее габаритных размеров по высоте. Этот дефект уже устранен. Отказ электроники вызван производственным дефектом (сгорел резистор).
Таким образом, можно сделать следующие выводы.
  1. Анализ результатов работы гигрометров «КОНГ-Прима-2» свидетельствует о том, что эксплуатационная надежность и достоверность показаний приборов, начиная с их первых выпусков в 1995 г. и по настоящее время, выросла благодаря мероприятиям, выполненным фирмой «Вымпел». Это позволяет эксплуатировать данные приборы с более высокими показателями по достоверности измерений и надежности по сравнению с приборами-аналогами.
  2. На эксплуатационную надежность гигрометров оказывает влияние своевременность проведения профилактических работ и степень подготовленности персонала по методам и средствам ведения технического обслуживания приборов «КОНГ-Прима» и поверочного комплекса «КОНГ».
  3. Гигрометры семейства «КОНГ-Прима» полностью обеспечены всеми необходимыми средствами поверки.