Inteligentny system badań nieniszczących NDT do predykcji i oceny w czasie rzeczywistym stanu technicznego instalacji technologicznych narażonych na czynniki korozyjno-erozyjne

Projekt jest współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego zgodnie z umową nr ENG.01.01-IP.01-A08A/24-00 zawartą w dn. 31.01.2025 r. z Narodowym Centrum Badań i Rozwoju

Numer projektu: ENG.01.01-IP.01-A08A/24

Program: I Priorytet Programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki 2021–2027 (FENG), Działanie 1.1 Wsparcie dla przedsiębiorców - Ścieżka SMART

Konkurs nr: FENG.01.01-IP.01-005/23

Jednostka finansująca: NCBR

Kierownik projektu: dr inż. Michał Gloc

Łączna wartość projektu: 5 539 913,32 zł

Wysokość wkładu Funduszy Europejskich: 4 101 216,98 zł

Czas realizacji: 01.02.2025 r. – 31.01.2028 r.

Skład konsorcjum:

Lider konsorcjum: Instytut Automatyki Systemów Energetycznych Sp. z o.o.
Konsorcjant: Wydział Inżynierii Materiałowej PW

Opis projektu:

Celem głównym projektu jest opracowanie uniwersalnego, prostego i taniego systemu umożliwiającego stałe monitorowanie w czasie rzeczywistym stanu technicznego rurociągów instalacji technologicznych narażonych na czynniki korozjo-erozyjne. Założeniami opracowywanej technologii jest zarówno monitoring stanu infrastruktury technologicznej, jak i określanie parametrów odpowiedzialnych za procesy korozyjno-erozyjne oraz detekcja uszkodzeń korozyjnych wraz z ich lokalizacją. Proponowany w projekcie system ma być systemem relatywnie prostym, tanim i dającym możliwości obsługi przez osobę techniczną. Będzie on skalowalny, do diagnostyki od pojedynczych rurociągów (z cieczami i gazami, gazami skroplonymi i cieczami nadkrytycznymi), jak i do monitorowania rozległych instalacji. Celem działań projektowych jest dążenie aby proponowany system składał się z czterech niezależnych modułów:

1. Bezprzewodowym module (REZ) bazującym na czujniku do pomiaru rezystancji próbki odniesienia, umieszczonym w strumieniu technologicznym, określającym szybkość procesów korozyjno-erozyjnych.
2. Elastycznym, bezprzewodowym systemie do badań Emisji Akustycznej (AT) zaimplementowany do ciągłej pracy na eksploatowanej infrastrukturze technologicznej.
3. Module dalekozasięgowej defektoskopii ultradźwiękowej (LRUT) dedykowanej do wykrycia i zlokalizowania ubytków (pocienień) powstałych w wyniku oddziaływania czynników korozyjno-erozyjnych.
4. Module (PAR) opartym na pomiarach takich parametrów jak konduktywność, odczyn pH, temperatura oraz prędkość przepływu medium, co bezpośrednio umożliwi monitorowanie czynników korozyjno-erozyjnych.

Elementem spajającym wszystkie cztery moduły będzie opracowane w ramach działań oprogramowanie roboczo nazwane Mon@Contro, którego zadaniem będzie gromadzenie i przetwarzanie wszystkich danych. Dodatkową funkcjonalnością systemu będzie alarmowanie o przerwaniu ciągłości struktury nadzorowanej instalacji (wyciek, rozszczelnienie). Jednym z głównych i potencjalnych źródeł zagrożenia bezpieczeństwa rurociągów są wycieki. Powodów ich występowania jest wiele, m.in. ruchy górotworu w wyniku tąpnięć, trzęsienie ziemi, korozja/erozja czy uszkodzenia instalacji spowodowane wierceniami wykonywanymi przez złodziei/wandali czy sabotaż. Opracowany system będzie szybko rozpoznawał/wykrywał wycieki i ich lokalizację. System badań nieniszczących NDT zapewni minimalizację skutków potencjalnych wypadków lub katastrof, minimalizację przestojów, minimalizację strat transportowanego medium, zapewni wymóg zgodności z obowiązującymi przepisami BHP i środowiskowymi. Dodatkowym komponentem opracowanego sytemu będzie opracowywana baza wzorców (tzw. sygnatur) uszkodzeń przy wykorzystaniu elementów sztucznej inteligencji. Ponadto, do ogółu pozyskanych danych zastosowane zostaną zaawansowane metody analizy danych z wykorzystaniem narzędzi sztucznej inteligencji w postaci sieci neuronowych. Cel projektu wpisuje się w obecną problematykę ciągłej oceny stanu technicznego infrastruktury krytycznej opartej na analizie danych z kilku niezależnych systemów pomiarowych, opartych na różnych metodykach badawczych. Infrastruktura technologiczna w tym przede wszystkim rurociągi, stanowią kluczowe elementy instalacji przemysłowych, poddawane są okresowej diagnostyce i zwykle nie posiadają systemów diagnostycznych „online”, które pozwoliłyby na diagnozę stanu rurociągu pod kątem degradacji korozyjnej. Wdrożenie prostego i taniego systemu umożliwi prowadzenie analiz dotąd nie wykonywanych w czasie rzeczywistym, co stanowi rozwiązanie nowe i jest wyjściem naprzeciwko oczekiwaniom partnerów przemysłowych dążących do stałej kontroli newralgicznych elementów infrastruktury krytycznej.

Planowane zadania w projekcie:

Zadanie 1. Opracowanie założeń projektowanego systemu nieniszczących badań monitorujących do predykcji i oceny w czasie rzeczywistym stanu technicznego rurociągów, instalacji technologicznych narażonych na czynniki korozyjno-erozyjne.
Zadanie 2: Badanie w zakresie opracowania fizycznego modelu do bezprzewodowej transmisji danych z ciągłego monitoringu oceny stanu technicznego materiałów konstrukcyjnych instalacji przemysłowych.
Zadanie 3. Budowa inteligentny system badań nieniszczących NDT do monitorowania w czasie rzeczywistym stanu technicznego instalacji technologicznych narażonych na czynniki korozyjno-erozyjne.
Zadanie 4. Badanie optymalizujące fizycznego modelu do bezprzewodowej transmisji danych pomiarowych z poszczególnych modułów systemu diagnostycznego zaimplementowanych na udostępnionej instalacji obiektowej.
Zadanie 5. Optymalizacja i walidacja opracowanego systemu badań nieniszczących NDT do automatycznej oceny stanu technicznego docelowej infrastruktury przemysłowej, ze szczególnym uwzględnieniem czynników korozyjno-erozyjnej
Zadanie 6: Implementacja systemu badań nieniszczących NDT w warunkach docelowej infrastruktury przemysłowej, testy i optymalizacje związane z archiwizowaniem danych pomiarowych z sytemu diagnostycznego w bazie danych.