В настоящее время при хранении нефти и нефтепродуктов в резервуарах все более актуальной становится проблема безопасности эксплуатации данных сооружений. По статистике более чем в 80% случаев разрушение нефтяных резервуаров происходит из-за неравномерной осадки — деформации грунта под резервуаром и последующей деформации металлического контура и сварных стыков.
Предотвратить аварии помогает мониторинг конструкций с технологией «Цифровой двойник», ежеминутно рассчитывающей запас прочности резервуара и сроки его ремонта.
Инновационный механизм
С 2012 года научная группа на базе Научно-инженерного центра Тоннельной ассоциации во главе с к.т.н. Алексеем Симутиным ведет разработку и усовершенствование системы гидростатического нивелирования «Монитрон». Ядром разработки выступают гидростатические нивелиры. «Идея сама по себе не является инновационной — у западных коллег данная разработка эксплуатируется уже много лет, — говорит генеральный директор ООО «Монитрон» Алексей Симутин. — Инновация именно в самом механизме измерений. У западных производителей схожей аппаратуры с помощью датчиков давления фактически взвешивают жидкость, системы гидростатического нивелирования «Монитрон» используют оптоэлектронную схему, исключая механическое воздействие на датчики. Таким образом принципиальная схема работы российской системы позволяет значительно увеличить срок их службы».
Гидростатические нивелиры оборудованы микропроцессорами, которые выдают данные в цифровом виде на промышленные компьютеры и центральный сервер с точностью 0,1 мм. «Данные представляются в виде графиков, таблиц и отчетов, которые можно просмотреть через интернет-браузер в любой точке мира по защищенному каналу, независимо от используемой операционной системы компьютера или гаджета», — рассказывает Алексей Симутин.
Система «Монитрон»
С 2014 года система была введена в эксплуатацию на промышленных объектах и строительстве Московского метрополитена совместно с группой компаний АО «Мосинжпроект».
На текущий момент оборудование внесено в Государственный реестр средств измерения Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии и применялось более чем на 25 объектах.
Цифровое решение
В 2018 году был завершен второй этап разработки системы «Монитрон» — внедрена технология «Цифровой двойник». Программное обеспечение цифрового двойника позволяет в режиме реального времени анализировать поток данных, сопоставлять с разработанной моделью сооружения или здания и прогнозировать его поведение. Используя современные математические методы моделирования конструкций, возможно определить запас прочности конструкции и расходование ресурса прочности с течением времени. Система автоматически собирает и обрабатывает необходимые данные и далее выдает прогнозные результаты, которые анализируют специалисты. Система может располагаться как на собственной технической базе предприятия, так и в облачном доступе, не перегружая дополнительно инфраструктуру предприятия.
Немного подробнее об особенностях системы. «Мы разработали технологию и систему обработки данных, которая сопоставляет данные измерений и выявляет отклонения от «поведения» конструкции, что позволяет на раннем этапе не только предсказать появление проблемы, но и указать на конкретную зону будущего разрушения, — объясняет гендиректор ООО «Монитрон». — Автоматизированная система сравнивает получаемые данные с предиктивной математической моделью — цифровым двойником резервуара. Мы используем фундаментальную связь между деформациями и напряжением в конструкции, о которой знаем все, в том числе, из какого металла она сделана, какой толщины листы. В итоге получаем точный процент запаса прочности конструкции и тренд в изменении этого параметра с течением времени. Например, можно просчитать, что у резервуара 20% запаса прочности, и получить расчетный прогноз, что при текущем тренде его стоит отремонтировать через три года. Это позволяет правильно распределить бюджет на ремонт и обеспечить его рациональное расходование, что в горизонте десяти лет приведет к серьезному снижению издержек предприятия».
Важное внимание разработчиком системы уделено интерфейсу и принципам информирования — при отклонениях от нормативных значений осадки сервер начинает автоматизированную рассылку СМС-сообщений и электронных писем. «Система оповещений настраивается в зависимости от процента предельных значений — инженер получит СМС при достижении 60% от предельной осадки резервуара или прочности отдельной конструкции, начальник отдела при 75%». Руководители служб и генеральные — директора могут спать спокойно», — говорит Алексей Симутин.
Доступное производство
Производство электронных плат и металлообработка для датчиков располагается в России на предприятиях в Зеленограде. Локализация производства и высокая доля компонентной базы с применением российских элементов позволила обеспечить конкурентоспособность системы гидростатического нивелирования «Монитрон» по сравнению с западными аналогами не только функционально, но и по цене.
Область применения автоматизированных систем на базе гидростатических нивелиров обширна. Помимо нефтехранилищ, данные системы применяются при обустройстве ГЭС, грунтовых плотин и других гидротехнических сооружений, при подземном строительстве, шахт и рудников, в эксплуатации мостов, при реконструкции зданий и работе с аварийным жилым фондом».
Еще одним преимуществом системы «Монитрон» выступает простота установки — за время восьмилетней эксплуатации автоматизированной системы ее конструкция многократно оптимизировалась, что позволило вывести сроки монтажа гидростатических нивелиров даже на самых сложных объектах до нескольких недель. По словам Алексея Симутина, монтаж нивелиров на нефтехранилищах выступает для компании сравнительно новым направлением бизнеса. Импульсом послужил заказ от компании «Норильский никель».
«Вместе с нами развитием продукта занимается наш многолетний партнер АО «ГеоСпецСтрой». В какой-то момент мы поняли, что монтажно-строительное направление для нас не является приоритетом в работе, а заказчику необходимо комплексное сопровождение проекта: разработка документации, поставка и монтаж оборудования, сервисное обслуживание. И мы привлекли к совместной реализации нашего партнера. У АО «ГеоСпецСтрой» есть все необходимые лицензии и допуски, позволяющие оперативно решить задачу по внедрению нашей системы», — говорит Алексей Симутин.
Одним из актуальных примеров сотрудничества он называет реализованный проект в РГУ нефти и газа имени Губкина, где специалисты «ГеоСпецСтроя» смонтировали более сотни гидростатических нивелиров. Именно на территории РГУ 16 сентября компанией «Монитрон» была проведена презентация продукта представителям ведущих нефтяных и газовых компаний. Продукт вызвал высокую заинтересованность, на данный момент прорабатываются несколько заказов и уже в ближайшее время будет реализовано еще несколько проектов.
Реклама, ООО «Монитрон» https://www.monitron.ru/