Ученые УГНТУ разрабатывают цифровые двойники для прогнозирования разрушений на заводах
Чтобы узнать, когда и как установка на заводе выйдет из строя, не обязательно дожидаться критического момента ее поломки и остановки производства. Специалисты Уфимского государственного нефтяного технического университета разрабатывают методику моделирования цифровых двойников оболочковых конструкций.
Сварщики ремонтируют участок магистрального нефтепровода «Дружба» в районе деревни Романовка в Гомельской области. Иллюстративное фото: Виктор Толочко/РИА Новости.
В нефтегазовой отрасли нередко случаются аварии с катастрофическими разрушениями, в эпицентре которых оказываются оболочковые конструкции: трубопроводы, реакторы, резервуары — крупногабаритные системы, имеющие многокилометровую длину или большую площадь, воспринимающие нагрузку в различных температурных условиях эксплуатации, рассказала доцент кафедры «Технологические машины и оборудование» Виктория Гафарова.
«Но, чтобы построить модели объектов для прогнозирования исчерпания их ресурса, мы не можем использовать проектные данные: после изготовления и монтажа реальные конструкции могут отличаться от проекта, а цифровой двойник должен быть «живым», учитывать реальные свойства конструкции, действительные условия накопления повреждений от рабочих нагрузок и агрессивного воздействия среды».
Чтобы проверить, совпадут ли результаты модельного разрушения с реальностью, например, в автомобильной отрасли существуют краш-тесты: производители могут выделить один автомобиль, а результаты применить к остальным одинаковым серийным конструкциям. В нефтегазовой отрасли, где используется много уникальных комплексов, такое сделать невозможно. Даже серийно выпускаемое оборудование в реальных условиях эксплуатации может иметь существенные отличия, например, в обвязке трубопроводами.
Не всегда поведение конструкции можно предсказать без испытания физических объектов, так как реальные оболочки имеют овальность, разнотолщинность, разброс механических свойств, добавила Виктория Гафарова.
«Поэтому наши исследователи создали лабораторный стенд, позволяющий разрушать объекты. Полученные при проведении опытов данные мы сравниваем с разрушением в цифровом двойнике, и первые эксперименты показали перспективность этого направления, поскольку повреждения в численных и физических моделях развивались по одному алгоритму».
В настоящее время команда проекта продолжает совершенствовать алгоритм для сварных конструкций, работающих в статических и циклических условиях нагружения.
