Технологии

Изучение воздействия кавитации на очищаемые поверхности привело к открытию нового эффекта: микрогидроудара открытой струи жидкости.

В ходе большого числа экспериментов удалось получить устойчивый кавитационный эффект в струе жидкости, распространяющейся в воздушной среде (т.н. открытая струя). При взаимодействии потока кавитирующей жидкости с поверхностью обнаружилось, что схлопывание кавитационных пузырьков не только создает эффект очистки, отрывая частицы отложений от поверхности, но также вызывает и вибрации самой струи жидкости, передающиеся на источник струи (сопло). Этот эффект известен в гидравлике как неполный гидроудар (микро- гидроудар), однако впервые он был получен в открытой струе.

Виброакустические способы создания кавитации – направление развития гидродинамической очистки поверхностей, в котором создание кавитирующей струи основано на эффекте акустического резонанса.

В отличие от динамического способа, где кавитация жидкости создается за счет перепада давлений, виброакустический способ заставляет кавитировать жидкость в результате воздействия колебаний определенной частоты. Поток жидкости под давлением проходит через форсунку особой конструкции, в которой движение воды через резонансную камеру создает эффект высокочастотного акустического резонанса. Резонансные акустические колебания вызывают аналогичные колебания потока жидкости, что приводит к образованию кавитации.

Технологии машинного зрения хорошо известны в промышленной автоматике. Необходимое уточнение: это не обязательно «зрение» в общеупотребительном смысле – речь идет о различных средствах, позволяющих системе управления «увидеть» реальное положение инструмента, то есть получить обратную связь, необходимую для оценки дальнейших действий.

В нашей системе управления машинное зрение используется для перемещения и позиционирования очистной насадки. Система воспроизводит действия оператора – сперва нужно переместить очистную насадку к очередной очищаемой трубки. Насадка смонтирована на полужестком пластиковом шланге («гибкая пика») и может также двигаться податчиком вперед и назад вдоль оси очищаемой трубки. Поэтому после перемещения насадку необходимо позиционировать по оси трубки, а затем перед включением высокого давления – удостовериться, что торец трубки не забит отложениями, и насадке ничто не помешает двигаться вперед.

Технология инструментального контроля разработана и внедрена как ответ на пожелания операторов промышленной очистки. Контроль качества очистки является обязательной операцией — обычно производится визуально, при помощи видео эндоскопа и выполняется по завершении очистки агрегата. Такой способ контроля является трудоемким, по времени занимает столько же, сколько и очистка, а также является субъективным: оценка качества зависит от опыта и квалификации оператора. В некоторых случаях требуется хранение данных видео-инспекции, и объем архивных видеофайлов требует организации специального хранилища.

Разрабатывая технологию инструментального контроля, мы решили совместить процедуры очистки и контроля, а саму процедуру контроля сделать инструментальной, то есть выражающей оценку качества очистки в виде численных данных, характеризующих толщину остаточных отложений на стенках трубок теплообменников.

Термин «искусственный интеллект» описывает способности системы распознавать некоторые ситуации и принимать соответствующие решения. При создании системы управления мы заложили некоторые функции искусственного интеллекта, которые необходимы для реализации алгоритмов очистки и принятия решения об их запуске. Создавая такие алгоритмы, мы опирались на действия операторов очистки, которые совершаются для решения определенных задач.

В функции машинного зрения включен элемент нейросетевого распознавания, который позволяет надежно определять контуры трубок на трубной доске в условиях естественных помех: недостаточности освещения, загрязненности торцов трубок, наличия засоров в торцах трубок. В результате надежность распознавания существенно повысилась – причем нейросеть определяет все контуры трубок разом, сканируя всю поверхность трубной доски. Это существенно сокращает время распознавания.