СИСТЕМА И СПОСОБ ДВУХМЕРНОГО И ТРЕХМЕРНОГО ОТОБРАЖЕНИЯ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ПЕЧНОЙ ТРУБЫ Российский патент 2010 года по МПК G06F11/30 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к системам проверки печных труб, а более конкретно к системе и способу отображения проверочных данных в двумерном или трехмерном формате, чтобы обеспечить возможность визуального обнаружения проблемных областей в печи.

Описание предшествующего уровня техники

Как проиллюстрировано на фиг.1A-1C, печь, в общем, содержит извилистый канал длиной от нескольких сотен до нескольких тысяч футов, который имеет прямые сегменты труб (каждый из которых обозначен номером позиции 10), соединенные посредством уголковых изгибов (каждый из которых обозначен номером позиции 20). Изгибы обеспечивают возможность плотной укладки сегментов труб для максимальной теплоотдачи и эффективности. Хотя это не показано на фиг.1A-1C, секции трубопровода средней длины также могут быть использованы для того, чтобы соединять печные трубы, размещенные в различных зонах печи. Эти секции трубопровода не являются частью конфигурации печи, но используются с тем, чтобы контрольно-измерительный прибор (описанный ниже) мог давать эффект за один проход, если возможно, и тем самым существенно снижать простои оборудования.

Если специалисты по техническому обслуживанию и ремонту должны отремонтировать или заменить изношенную секцию печи, важно точно идентифицировать, какой сегмент труб содержит изношенную секцию и в каком месте печи находится идентифицированный сегмент труб. Помимо этого важно получить информацию, касающуюся участков перегрева в печи, чтобы специалисты по техническому обслуживанию и ремонту могли отрегулировать печь, чтобы уменьшить или устранить участки перегрева и тем самым продлить срок службы печи и снизить затраты и будущие простои оборудования.

Для этого разработаны системы проверки печных труб, в которых контрольно-измерительный прибор (обозначенный номером позиции 30) движется из пусковой установки (показанной на фиг.1A) через печь (показанную на фиг.1B) в приемное устройство (показанное на фиг.1C). Обычно контрольно-измерительный прибор собирает проверочные данные с заранее определенными временными интервалами, по мере того как он проходит через печь (хотя проверочные данные альтернативно могут собираться посредством позиционной системы сбора). Проверочные данные включают в себя показания внутреннего радиуса печи, показания толщины стенок печи и так далее. Собранные проверочные данные затем извлекаются из контрольно-измерительного прибора, посредством чего различные показания преобразуются в калиброванные технические единицы. Далее преобразованные проверочные данные могут быть проанализированы техническим специалистом, чтобы определить утончения, выпучивания и другие дефекты в печи.

Одна проблема систем проверки печных труб согласно предшествующему уровню техники заключается в том, что трудно соотносить проверочные данные, собранные в печи, с физической конфигурацией печи. Это обусловлено тем, что контрольно-измерительный прибор не продвигается через печь с постоянной скоростью. Вместо этого контрольно-измерительный прибор часто замедляется и ускоряется в печи и может временно застрять в определенной точке конструкции. Кроме того, контрольно-измерительный прибор может дольше проходить по изгибу в печи. Помимо этого в печи может меняться размер технологического маршрута или диаметр и тем самым возникать замедление или ускорение прохождения контрольно-измерительного прибора. Например, в печи может быть изменен технологический маршрут 40 на технологический маршрут 80 (или наоборот), и тем самым изменяется скорость прохождения контрольно-измерительного прибора, либо в печи может изменяться внутренний диаметр с 4-дюймового внутреннего до 6-дюймового внутреннего диаметра (или наоборот), и тем самым меняется скорость прохождения контрольно-измерительного прибора. Все эти условия создают проблему соотнесения (то есть сопоставления или масштабирования) между собранными проверочными данными и точным размещением контрольно-измерительного прибора относительно физической конфигурации печи. Как результат, технические специалисты могут не иметь возможности идентифицировать точное местоположение изношенных секций или участков перегрева печи.

Другая проблема систем проверки печных труб согласно предшествующему уровню техники заключается в том, что проверочные данные не отображаются способом, который удобно "оповещает" о проблемных областях внутри печи. Традиционно проверочные данные представлялись в одномерном табличном формате, недостаток которого заключается в том, что технический специалист должен внимательно изучать каждую строку данных, чтобы определить, возникла ли потенциальная проблема. Следует принимать во внимание, что этот способ анализа проверочных данных отнимает много времени, является неэффективным и не позволяет легко сравнивать одну секцию трубопровода с другой. По сути, технический специалист не может легко обнаруживать изношенные секции печи и не может определять, возникают ли участки перегрева в ходе работы печи, общие для зоны печи.

В последнее время разработаны средства визуализации данных, которые позволяют фрагментам проверочных данных графически отображаться в двумерном формате, при этом каждый фрагмент содержит проверочные данные, собранные из короткой осевой секции (к примеру, менее фута) печи. Хотя это графическое представление проверочных данных является усовершенствованием в сравнении с вышеописанным одномерным табличным форматом, технический специалист может просматривать один фрагмент проверочных данных за раз. Это является существенной проблемой при попытках идентифицировать общие тенденции в проверочных данных и затем применить их к работе предприятия в реальном окружении.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение направлено на систему и способ отображения проверочных данных, собираемых из печи, которая содержит множество сегментов труб, соединенных посредством множества изгибов. Система включает в себя устройство хранения для сохранения проверочных данных, собранных посредством контрольно-измерительного прибора, проходящего через печь. Предпочтительно проверочные данные содержат множество показаний внутреннего радиуса или толщины стенок, собранных посредством решетки ультразвуковых измерительных преобразователей или одного измерительного преобразователя с вращающимся зеркалом. Устройство хранения также может сохранять данные датчиков, собранные от одного или более вспомогательных датчиков, таких как осевой кодер, измеритель ускорений, роликовый кодер, гироскоп и/или инерциальная навигационная система.

Система также включает в себя вычислительную машину, которая может быть запрограммирована на то, чтобы генерировать множество маркеров данных относительно проверочных данных, при этом каждый из маркеров данных идентифицирует местоположение физического признака печи (такого как изгиб, внешняя рельефная поверхность, перепускной трубопровод, тепловая скважина, сварной шов, фланец, изменение технологического маршрута и/или изменение диаметра). В некоторых вариантах применения маркеры данных генерируются на основе ввода аналитиком, который проанализировал двумерное отображение проверочных данных, чтобы идентифицировать места этих физических признаков. В других вариантах применения вычислительная машина автоматически генерирует маркеры данных на основе анализа проверочных данных и/или данных датчиков, собранных из печи.

Например, местоположения изгибов печи могут быть идентифицированы посредством обнаружения одного или более "ключей данных" в проверочных данных и/или данных датчиков, собранных из печи. Примеры этих "ключей данных" включают в себя увеличение варьирования показаний толщины стенок и/или показаний внутреннего радиуса в конкретном временном интервале, снижение числа показаний толщины стенок и/или показаний внутреннего радиуса в конкретном временном интервале и/или изменение центрирования контрольно-измерительного прибора (все из вышеперечисленного, вероятнее всего, происходит в изгибах). Другие "ключи данных" могут быть сформированы на основе расстояния, пройденного контрольно-измерительным прибором (которое может быть сравнено с известной конструкцией печи, чтобы определить местоположение изгибов), ускорения контрольно-измерительного прибора (которое, вероятнее всего, происходит в изгибе) и/или поворота контрольно-измерительного прибора (которое, вероятнее всего, происходит на большей скорости в изгибах).

Вычислительная машина также запрограммирована, чтобы разбивать проверочные данные на секции в маркерах данных, с тем чтобы соотносить проверочные данные с соответствующими сегментами труб печи. Предпочтительно вычислительная машина дополнительно запрограммирована, чтобы генерировать отображение разбитых на секции проверочных данных, при этом отображение является двумерным или трехмерным представлением одного или более сегментов труб печи. Отображение также может быть использовано для того, чтобы визуально обнаруживать проблемные области в печи, с тем чтобы соответствующие сегменты могли быть отремонтированы или заменены специалистами по техническому обслуживанию и ремонту.

Настоящее изобретение предоставляет несколько преимуществ по сравнению с предшествующим уровнем техники. Например, изобретение предоставляет методику отображения и обработки, которая дает возможность соотнесения больших объемов проверочных данных с физической конструкцией печи. Помимо этого изобретение предоставляет удобный способ отображения проверочных данных на одной странице для быстрой оценки проблемных областей в печи и упрощения отслеживания трендов в проверочных данных. Разумеется, другие преимущества изобретения должны быть очевидными специалистам в данной области техники.

Краткое описание чертежей

Представлено:

фиг.1A-1C - схематичные представления контрольно-измерительного прибора, движущегося от пусковой установки (показанной на фиг.1A) через печь (показанную на фиг.1B) к приемному устройству (показанному на фиг.1C);

фиг.2 - блок-схема вычислительной системы для отображения проверочных данных в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.3 - двумерная ленточная диаграмма, генерируемая посредством вычислительной системы по фиг.2, которая показывает все показания толщины стенок, собранные из печи, в соответствии с первым примером настоящего изобретения;

фиг.4 - двумерная ленточная диаграмма, генерируемая посредством вычислительной системы по фиг.2, которая показывает все показания внутреннего радиуса, собранные из печи, в соответствии с первым примером настоящего изобретения;

фиг.5 - двумерная диаграмма, генерируемая посредством вычислительной системы по фиг.2, которая показывает все показания толщины стенок, собранные из конвекционной секции печи, в соответствии со вторым примером настоящего изобретения;

фиг.6 - двумерная диаграмма, генерируемая посредством вычислительной системы по фиг.2, которая показывает все показания толщины стенок, собранные из конвекционной секции печи, в соответствии с третьим примером настоящего изобретения;

фиг.7 - диаграмма, генерируемая посредством вычислительной системы по фиг.2, которая показывает отдельные маркеры данных и композитные маркеры данных, которые могут быть использованы для того, чтобы идентифицировать местоположения изгибов печи, в соответствии с четвертым примером настоящего изобретения;

фиг.8 - диаграмма, генерируемая посредством вычислительной системы по фиг.2, которая показывает композитные маркеры данных в отношении адаптивного порога, которые могут быть использованы для того, чтобы идентифицировать местоположения изгибов печи, в соответствии с четвертым примером настоящего изобретения;

фиг.9 - трехмерная диаграмма, генерируемая посредством вычислительной системы по фиг.2, которая показывает различные сегменты труб печи с демонтированными соединительными изгибами, в соответствии с четвертым примером настоящего изобретения; и

фиг.10A и 10B - это блок-схемы последовательности операций способа отображения проверочных данных в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение направлено на систему проверки печных труб для печи, которая содержит множество сегментов труб, соединенных посредством множества изгибов, например, печи, показанной на фиг.1A-1C. В соответствии с изобретением контрольно-измерительный прибор проходит через печь, с тем чтобы собирать проверочные данные и/или данные датчиков по мере продвижения по печи. Как подробнее описывается ниже, проверочные данные и/или данные датчиков, собираемые из печи, могут быть проанализированы для генерации множества маркеров данных, каждый из которых идентифицирует физический признак печи. Проверочные данные затем разбиваются на секции, с тем чтобы соотносить проверочные данные с физической конструкцией (к примеру, соответствующими сегментами труб) печи. Также можно видеть, что проверочные данные отображаются способом, который обеспечивает возможность визуального обнаружения проблемных областей в печи.

Множество различных типов физических признаков может быть идентифицировано, чтобы помочь в соотнесении проверочных данных с физической конструкцией печи. Примеры таких физических признаков включают в себя изгибы печи, внешние рельефные поверхности в конвекционной секции печи (к примеру, оребрение или выступы), перепускной трубопровод, тепловые скважины (к примеру, сварной шов, приваренный к трубе с резьбовым отверстием в середине), сварные швы между сегментами труб или между сегментом трубы и изгибом, фланцы, изменения технологического маршрута между двумя сегментами труб и/или изменения диаметра между двумя сегментами труб. Хотя изобретение далее подробно описывается в отношении идентификации изгибов труб, следует понимать, что множество других типов физических признаков может быть использовано, чтобы соотносить проверочные данные с физической конструкцией печи.

Контрольно-измерительный прибор может включать в себя множество различных устройств для сбора проверочных данных и/или данных датчиков от печи. Предпочтительно контрольно-измерительный прибор собирает данные с заранее определенной временной частотой (хотя контрольно-измерительный прибор альтернативно может собирать данные с помощью позиционной системы сбора, в которой данные собираются, когда контрольно-измерительный прибор прошел заранее определенное расстояние). С помощью временной системы сбора плотность записи данных определяется посредством частоты сбора данных и скорости, с которой контрольно-измерительный прибор проходит через печь. В типичном варианте применения частота сбора данных варьируется от 30 до 50 Гц на измерительный преобразователь, а скорость контрольно-измерительного прибора варьируется от 1 до 2 фут/с (хотя средняя скорость и мгновенная скорость могут значительно варьироваться вследствие того факта, что контрольно-измерительный прибор не проходит через печь с постоянной скоростью). Разумеется, другие частоты сбора данных и скорости прибора также могут быть использованы. Далее описываются примеры различных типов устройств, которые могут быть вставлены в контрольно-измерительный прибор.

Типично один или более ультразвуковых измерительных преобразователей используются для того, чтобы собирать проверочные данные от печи (хотя также может быть использован один измерительный преобразователь с вращающимся зеркалом). Предпочтительно решетка из 8, 16, 32, 64 или 128 измерительных преобразователей размещается по периметру контрольно-измерительного прибора, хотя может быть использовано любое число измерительных преобразователей. Каждый из измерительных преобразователей пригоден для измерения расстояния между измерительным преобразователем и внутренней стенкой печи, посредством чего множество "показаний внутреннего радиуса" последовательно собирается посредством измерительных преобразователей по мере того, как контрольно-измерительный прибор передвигается по печи. Каждый из измерительных преобразователей также пригоден для измерения толщины стенки печи, посредством чего множество "показаний толщины стенок" последовательно собирается посредством измерительных преобразователей по мере того, как контрольно-измерительный прибор передвигается по печи. Эти показания могут быть использованы для того, чтобы обнаруживать аномалии на внутренней поверхности печи, такие как изъязвление, коррозия, деформация и/или растрескивание печи. Следует понимать, что обнаружение таких аномалий внутренней поверхности указывает проблемные области в печи.

Проверочные данные, собранные посредством ультразвуковых измерительных преобразователей, также могут быть использованы для того, чтобы определять местоположение изгибов печи и тем самым помогать в соотнесении проверочных данных с физической конструкцией печи. Например, уменьшение числа показаний внутреннего радиуса или показаний толщины стенок в конкретном временном интервале может предоставлять "ключ данных" в отношении размещения изгиба. Отсутствующие данные, более вероятно, свидетельствуют об изгибе вследствие того факта, что один или более измерительных преобразователей может не принимать достаточно энергии, когда угол между измерительным преобразователем и внутренней стенкой печи изменяется более чем на несколько градусов. Помимо этого возрастание вариации показаний внутреннего радиуса или показаний толщины стенок в конкретном временном интервале может предоставлять еще один "ключ данных" в отношении размещения изгиба. Это обусловлено тем фактом, что показания из конкретного измерительного преобразователя с большей вероятностью отличаются от показаний из других измерительных преобразователей в то время, когда контрольно-измерительный прибор проходит изгиб. Помимо этого показания могут быть использованы для того, чтобы обнаруживать изменение в центрировании контрольно-измерительного прибора, чтобы показать еще один "ключ данных" в отношении местоположения изгиба.

Другим типом устройства, которое может быть использовано для того, чтобы собирать проверочные данные из печи, является лазерный профилометр. Лазерный профилометр пригоден для съемки профиля внутренней стенки печи посредством проецирования сфокусированного луча света на поверхность и отображения его перемещения на чувствительном к местоположению фотодатчике. Лазерный профилометр вращается по мере того, как контрольно-измерительный прибор продвигается через печь, тем самым создавая спиральную развертку внутренней стенки печи. Результатом является цифровое изображение высокого разрешения внутренней стенки, которое предоставляет более точные показания внутреннего радиуса (а также большее число показаний внутреннего радиуса для данной площади поверхности) по сравнению с вышеописанными ультразвуковыми измерительными преобразователями. Эти показания также могут быть использованы для того, чтобы обнаруживать изменение в центрировании контрольно-измерительного прибора и тем самым предоставить "ключи данных" в отношении местоположений изгибов.

Один или более вспомогательных датчиков также могут быть вставлены в контрольно-измерительный прибор для сбора данных датчиков из печи. Данные датчиков также могут предоставлять "ключи данных" в отношении местоположения изгибов и тем самым помогать в соотнесении проверочных данных с физической конструкцией печи. Данные датчиков предпочтительно собираются одновременно с проверочными данными, чтобы обеспечить то, что все данные могут быть соотнесены во времени.

Одним типом вспомогательного датчика, который может быть использован для того, чтобы собирать данные датчиков из печи, является осевой кодер. Осевой кодер имеет вращающиеся колесики, которые соприкасаются с внутренней стенкой печи и вращаются по мере того, как контрольно-измерительный прибор продвигается через печь. Каждый выходной импульс от осевого кодера указывает, что контрольно-измерительный прибор переместился на заранее определенное расстояние в печи (такое как 1/4 дюйма или 1/2 дюйма). Во временнуй системе сбора эти выходные импульсы используются для того, чтобы увеличить значение счетчика, который считывается в каждом из заранее определенных временных интервалов, посредством чего показания счетчика сохраняются в запоминающем устройстве контрольно-измерительного прибора. Следует понимать, что эти показания счетчика могут быть преобразованы в показания расстояния и затем использованы совместно с известной конфигураций печи для того, чтобы идентифицировать местоположения изгибов. Предпочтительно два осевых кодера используются для того, чтобы обеспечивать резервирование на случай, если один из них застрянет в то время, когда контрольно-измерительный прибор продвигается по печи.

Специалисты в данной области техники должны понимать, что осевой кодер может не предоставлять точные измерения местоположения контрольно-измерительного прибора в печи. Типично осевой кодер имеет погрешность в определении местоположения, которая составляет от 2% до 4% длины печи. Например, печь длиной 10000 футов типично приводит к погрешности определения местоположения в 200-400 футов. Эта погрешность определения местоположения не является постоянной, а варьируется в зависимости от фракционных характеристик различных секций печи. Поскольку осевой кодер может не предоставлять точные "ключи данных" в отношении местоположения изгибов, другие типы вспомогательных датчиков предпочтительно должны быть использованы в связи с осевым кодером, чтобы помочь в идентификации местоположения изгибов.

Другим типом вспомогательного датчика, который может быть использован для того, чтобы собирать данные датчиков из печи, является измеритель ускорения. Измеритель ускорения обеспечивает измерение ускорения (то есть изменения скорости) контрольно-измерительного прибора, которое, вероятнее всего, возникает в изгибах. Во временнуй системе сбора напряжение измерителя ускорений считывается в каждом из заранее определенных временных интервалов, в соответствии с чем показания напряжения сохраняются в запоминающем устройстве контрольно-измерительного прибора. Следует понимать, что эти показания напряжения могут быть преобразованы в показания ускорения, чтобы тем самым идентифицировать местоположение изгибов. Разумеется, если контрольно-измерительный прибор разработан, чтобы надежно проходить через печь, ускорение в изгибах может не отличаться существенным образом от других ускорений, которые могут возникать у контрольно-измерительного прибора. В этих случаях измеритель ускорений может не предоставлять "ключи данных" в отношении местоположения сбоев, и, по сути, другие типы вспомогательных датчиков предпочтительно должны быть использованы.

Следует понимать, что вышеописанные устройства (а именно один или более ультразвуковых измерительных преобразователей, лазерный профилометр, осевой кодер и измеритель ускорения) являются просто примерами типов устройств, которые могут быть встроены в контрольно-измерительный прибор. Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что множество других типов устройств могут быть использованы, например, роликовый кодер, гироскоп или инерциальная навигационная система. Помимо этого число устройств, встроенных в контрольно-измерительный прибор, может отличаться от одного устройства (к примеру, лазерного профилометра) до нескольких устройств (к примеру, решетки ультразвуковых измерительных преобразователей и нескольких вспомогательных датчиков). Таким образом, любые типы и число устройств может быть использовано для того, чтобы собирать проверочные данные и/или данные датчиков от печи в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.2 показан примерный вариант осуществления системы, которая может быть использована в соответствии с настоящим изобретением и обозначена в общем ссылкой с номером 100. Система 100 содержит вычислительную машину 102, которая запрограммирована для выполнения различных процессов (каждый из которых подробнее описывается ниже). Чтобы выполнять эти процессы, вычислительная машина 102 включает в себя процессор 104, который обеспечивает обеспечивает выполнение машиночитаемых инструкций, сохраненных на машиночитаемом носителе. Машиночитаемые инструкции предпочтительно кодируются с помощью языка программирования MatLab, хотя также могут быть использованы другие языки программирования, такие как C, C++, C# и Java.5. Машиночитаемый носитель может содержать любой тип запоминающего устройства, например гибкие диски, традиционные жесткие диски, CD-ROM, флэш-память, энергонезависимое ПЗУ и ОЗУ. Примеры вычислительных машин, которые подходят для использования с настоящим изобретением, включают в себя персональные вычислительные машины, серверные вычислительные машины и многопроцессорные вычислительные машины, хотя другие типы вычислительных машин также могут быть использованы.

Как показано на фиг.2, система 100 также содержит устройство 106 хранения, при этом вычислительная машина 102 запрограммирована, чтобы хранить в устройстве 106 хранения базу 108 данных, которая идентифицирует различные типы реляционных данных. В этом варианте осуществления реляционные данные содержат множество временных интервалов 110 и соответствующие проверочные данные 112 и данные 114 датчиков, которые загружены из запоминающего устройства контрольно-измерительного прибора в ходе каждого из временных интервалов (как описано выше). Реляционные данные предпочтительно хранятся в одной таблице в базе 108 данных, хотя другие конфигурации баз данных также могут быть использованы. Следует понимать, что вычислительная машина 102 может включать в себя любое программное обеспечение реляционных баз данных, которое подходит для хранения базы 108 данных в устройстве 106 хранения.

В примерном варианте осуществления по фиг.2 проверочные данные 112 содержат множество проверочных показаний, собранных из печи посредством решетки из восьми (8) ультразвуковых измерительных преобразователей, а именно восемь (8) показаний 116a-116h толщины стенок и восемь (8) показаний 118a-118h внутреннего радиуса для каждого из временных интервалов 110. Данные 114 датчиков содержат множество показаний датчиков, собранных из печи посредством пары осевых кодеров и измерителя ускорений, а именно два (2) показания 120a и 120b положения и одно (1) показание 122 ускорения для каждого из временных интервалов 110. Таким образом, можно видеть, что каждый из временных интервалов 110 содержит всего девятнадцать (19) различных показаний, собранных из печи в ходе конкретного временного интервала. Разумеется, следует понимать, что множество других типов устройств может быть встроено в контрольно-измерительный прибор, так чтобы ширина набора данных варьировалась в различных вариантах применения.

В соответствии с одним подходом к реализации настоящего изобретения вычислительная машина 102 запрограммирована, чтобы генерировать отображение всех проверочных данных 112, собранных из печи. Затем аналитик может проанализировать отображение проверочных данных 112 (предпочтительно совместно с данными 114 датчиков), чтобы идентифицировать местоположения изгибов печи. Далее на основе ввода данных аналитиком вычислительная машина 102 предпочтительно запрограммирована, чтобы генерировать множество маркеров данных, которые идентифицируют местоположение изгибов печи. Предпочтительно визуальные индикаторы этих маркеров данных показываются на дисплее относительно проверочных данных 112. Вычислительная машина 102 также может быть запрограммирована, чтобы разбивать на секции проверочные данные 112 в маркерах данных, с тем чтобы соотносить проверочные данные 112 с соответствующими сегментами труб печи. В заключение аналитик может просмотреть отображение проверочных данных 112, чтобы визуально обнаружить проблемные области в печи, с тем чтобы соответствующие сегменты труб могли быть отремонтированы или заменены специалистами по техническому обслуживанию и ремонту. Примеры этого подхода описываются ниже со ссылкой на "Пример 1", "Пример 2" и "Пример 3".

В соответствии с другим подходом к реализации настоящего изобретения вычислительная машина 102 запрограммирована, чтобы анализировать проверочные данные 112 и/или данные 114 датчиков и затем, на основе этого анализа, автоматически генерировать множество маркеров данных, которые идентифицируют местоположение изгибов печи. Вычислительная машина 102 также запрограммирована, чтобы разбивать проверочные данные 112 на секции в маркерах данных, с тем чтобы соотносить проверочные данные 112 с соответствующими сегментами труб печи. Вычислительная машина 102 дополнительно запрограммирована, чтобы генерировать отображение разбитых на секции проверочных данных 112, при этом отображение является двумерным или трехмерным представлением одного или более сегментов труб печи. В заключение аналитик может просмотреть это отображение, чтобы визуально обнаружить проблемные области в печи, с тем чтобы соответствующие сегменты труб могли быть отремонтированы или заменены специалистами по техническому обслуживанию и ремонту. Пример этого подхода описывается ниже со ссылкой на "Пример 4".

С помощью обоих подходов размещения изгибов печи могут быть идентифицированы посредством обнаружения одного или более "ключей данных" в проверочных данных 112 и/или данных 114 датчиков, собранных из печи. Примеры этих "ключей данных" включают в себя увеличение варьирования показаний 116a-116h толщины стенок и/или показаний 118a-118h внутреннего радиуса в конкретном временном интервале 110, снижение числа показаний 116a-116h толщины стенок и/или показаний 118a-118h внутреннего радиуса в конкретном временном интервале 110 и/или изменение центрирования контрольно-измерительного прибора. Все эти условия, вероятнее всего, возникают в изгибах.

Кроме того, показания 120a и 120b положения могут быть использованы для того, чтобы определять расстояние, пройденное контрольно-измерительным прибором в ходе каждого из временных интервалов 110, которые могут быть сравнены с известной конфигурацией печи, чтобы помочь в идентификации местоположения изгибов печи. Помимо этого показания 122 ускорения могут быть использованы для того, чтобы определять ускорение контрольно-измерительного прибора в ходе каждого из временных интервалов 110, чтобы тем самым помочь в идентификации местоположения изгибов печи. Разумеется, следует понимать, что другие типы "ключей данных" также могут быть использованы для того, чтобы определять местоположение изгибов печи в соответствии с настоящим изобретением.

В соответствии с еще одним подходом к реализации настоящего изобретения маркеры данных включены в набор данных, загружаемый из контрольно-измерительного прибора. Например, один или более датчиков могут быть достаточно надежными, чтобы обнаруживать местоположение каждого физического признака, при этом "1" в наборе данных указывает обнаружение физического признака, а "0" в наборе данных указывает отсутствие обнаружения физического признака. Вычислительная машина 102 в таком случае запрограммирована, чтобы разбивать проверочные данные 112 на секции в маркерах данных, с тем чтобы соотносить проверочные данные 112 с физической конструкцией печи. Вычислительная машина 102 также запрограммирована, чтобы генерировать отображение разбитых на секции проверочных данных 112, при этом отображение является двумерным или трехмерным представлением одного или более сегментов труб печи. В заключение аналитик может просмотреть это отображение, чтобы визуально обнаружить проблемные области в печи, с тем чтобы соответствующие сегменты труб могли быть отремонтированы или заменены специалистами по техническому обслуживанию и ремонту.

Чтобы повысить возможности аналитика физически обнаруживать проблемные области в печи, предпочтительно удалить эффекты децентрирования прибора из отображения проверочных данных. Хотя конструкция прибора сохраняет контрольно-измерительный прибор приблизительно центрированным в трубопроводе по мере того, как контрольно-измерительный прибор проходит по печи, сила тяжести зачастую заставляет контрольно-измерительный прибор уходить под среднюю линию в горизонтальных трубах. Помимо этого при прохождении изгиба контрольно-измерительный прибор имеет тенденцию придавливаться к одной стороне, когда входит в изгиб. Если контрольно-измерительный прибор точно центрирован в круглой трубе, каждый ультразвуковой измерительный преобразователей измеряет одинаковое расстояние до внутренней стенки трубы (при условии, что отсутствует изъязвление или коррозия). Тем не менее, если контрольно-измерительный прибор децентрирован, присутствует близкое к синусоидальному варьирование показаний расстояния, собранных каждым из ультразвуковых измерительных преобразователей по окружности контрольно-измерительного прибора. Если децентрирование составляет значительный процент от изъязвления или коррозии, которые должны быть замерены, очень трудно точно определить глубину язвления или коррозии посредством простой проверки отображаемых проверочных данных.

По этой причине набор данных предпочтительно преобразуется так, чтобы данные отображались, как если бы они были собраны со средней линии трубы. Этот процесс центрирования может использовать либо внешнюю поверхность трубы, либо внутреннюю поверхность трубы в качестве эталона центрирования. Если аналитик ожидает коррозии на внутренней стенке трубы, внешняя поверхность трубы является предпочтительным эталоном центрирования. Тем не менее, если коррозия ожидается на внешней стенке трубы, внутренняя поверхность трубы является предпочтительным эталоном центрирования. В любом случае процесс центрирования выполняется для того, чтобы получить ориентир данных радиуса (либо данных внутреннего радиуса, либо данных внешнего радиуса, то есть внутреннего радиуса плюс толщина стенки) относительно центра неповрежденной трубы, с тем чтобы визуально подчеркнуть проблемные области в печи.

Для круглых труб процесс центрирования использует данные радиуса для того, чтобы вычислять приближение к окружности методом наименьших квадратов. Показание радиуса, самое дальнее от оптимальной подобранной окружности, исключается. Процесс приближения затем может быть повторен, посредством чего следующее показание радиуса, которое самое дальнее от оптимальной подобранной окружности, исключается. Этот процесс приближения может быть дополнительно повторен до тех пор, пока остальные показания радиуса не будут в рамках заранее установленного порога от оптимальной подобранной окружности. Процесс подбора генерирует местоположение (x, y) центра трубы относительно набора данных и среднего радиуса трубы. Исходные значения радиуса затем пересчитываются к центру трубы посредством добавления вектора вычисленного местоположения (x, y) центра трубы с показаниями радиуса. Следует понимать, что этот процесс подбора может быть выполнен с помощью данных внутреннего радиуса или данных внешнего радиуса.

Помимо этого для овальных труб или если предприятию требуется вычислить овальность трубы, процесс приближения может быть выполнен с эллипсом вместо окружности. В этом процессе генерируют большой диаметр, малый диаметр, местоположение (x, y) центра трубы и ориентацию. Помимо этого для приближения может использоваться цилиндр, если применяются более одного фрагмента данных.

Далее предоставлены различные примеры дополнительно описывающие систему проверки печных труб согласно настоящему изобретению. Эти примеры предоставляются просто для того, чтобы проиллюстрировать различные подходы, которые могут быть использованы для того, чтобы соотносить проверочные данные с физической структурой печи и отображать проверочные данные способом, который дает возможность визуального обнаружения проблемных областей в печи. Разумеется, следует понимать, что другие подходы также могут быть использованы, и эти примеры ни в коей мере не ограничивают область применения настоящего изобретения.

Пример 1

В этом примере вычислительная машина 102 запрограммирована, чтобы генерировать двумерное отображение показаний толщины стенок и/или показаний внутреннего радиуса, собранных из печи, которые могут быть просмотрены аналитиком для того, чтобы идентифицировать местоположение изгибов печи. Далее на основе ввода данных аналитиком вычислительная машина 102 генерирует множество маркеров данных на дисплее, чтобы тем самым соотносить различные показания с соответствующими сегментами труб печи. После генерирования маркеров данных аналитик может просмотреть отображение, чтобы визуально обнаружить проблемные области в печи. Далее этот пример рассматривается подробнее со ссылкой на фиг.3 и 4.

На фиг.3 вычислительная машина 102 запрограммирована, чтобы генерировать ленточную диаграмму 300, на которой все показания толщины стенок для множества временных интервалов наносятся вдоль множества горизонтальных полос. Показания толщины стенок наносятся последовательно во времени слева направо и снизу вверх. По сути, нижний левый угол диаграммы соответствует времени, когда контрольно-измерительный прибор выходит из пусковой установки (см. фиг.1A), а верхний правый угол диаграммы соответствует времени, когда контрольно-измерительный прибор достигает приемного устройства (см. фиг.1C). Показания толщины стенок для каждого временного интервала наносятся вертикально по высоте горизонтальных полос. Можно видеть, что различные показания толщины стенок, отображаемые на ленточной диаграмме 300, представляются в шкале уровней серого в соответствии с легендой 302. В этом примере показания толщины стенок варьируются от 0,15 дюймов до 0,35 дюймов.

На фиг.4 показано, что вычислительная машина 102 также запрограммирована, чтобы генерировать ленточную диаграмму 400, на которой все показания внутреннего радиуса для множества временных интервалов наносятся вдоль множества горизонтальных полос. Помимо этого показания внутреннего радиуса наносятся последовательно во времени слева направо и снизу вверх, и показания внутреннего радиуса для каждого временного интервала наносятся вертикально по высоте горизонтальных полос. Можно видеть, что различные показания внутреннего радиуса, отображаемые на ленточной диаграмме 400, представляются в шкале уровней серого в соответствии с легендой 402. В этом примере показания внутреннего радиуса варьируются от 0,00 дюймов до 5,00 дюймов.

Следует понимать, что легенды 302 и 402 могут настраиваться под требования различных вариантов применения. Кроме того, в качестве альтернативы использованию легенд 302 и 402 показания толщины стенок и/или показания внутреннего радиуса могут быть подвергнуты цветовому кодированию (в отличие от представления в шкале уровней серого) на ленточной диаграмме для того, чтобы удобно "оповещать" о различиях между различными показаниями, показанными на ленточных диаграммах.

На ленточных диаграммах 300 и 400 каждая горизонтальная полоса представляет период времени в 60 секунд. При условии, что скорость контрольно-измерительного прибора составляет 2 фута/с, а частота сбора данных составляет 38 Гц на измерительный преобразователь, можно посчитать, что каждая горизонтальная полоса отображает показания, собранные с 120 футов печи (т.е. 2 фута/с x 60 секунд) в течение 2280 различных временных интервалов (т.е. 38 Гц x 60 секунд). Вследствие большого числа показаний, отображаемых на ленточных диаграммах 300 и 400, предусмотрена функция масштабирования, которая дает возможность аналитику проанализировать требуемые секции горизонтальных полос в укрупненном виде.

В этом примере аналитик анализирует ленточную диаграмму 300 и/или ленточную диаграмму 400, чтобы идентифицировать местоположение изгибов печи. Как описано выше, местоположение изгибов печи может быть идентифицировано посредством визуального обнаружения одного или более "ключей данных" на ленточных диаграммах. Эти "ключи данных" могут содержать возрастание вариации показаний внутреннего радиуса или показаний толщины стенок в конкретном временном интервале (что обозначается различными оттенками серого по высоте горизонтальной полосы) и/или снижение числа показаний толщины стенок и/или показаний внутреннего радиуса в конкретном временном интервале (что обозначается пробелами или зазорами по высоте горизонтальной полосы).

При анализе ленточной диаграммы 300 и/или ленточной диаграммы 400 аналитик перемещает мышь вдоль горизонтальных полос и помечает местоположения изгибов печи посредством щелчков на соответствующих позициях ленточных диаграмм. На основе этого ввода от аналитика вычислительная машина 102 запрограммирована, чтобы генерировать маркеры данных и помещать римскую цифру (обозначающую номер сегмента трубы), после которой следует "x", над позициями, помеченными аналитиком. Различные показания, таким образом, разбиваются на секции в маркерах данных, чтобы тем самым соотносить показания с соответствующими сегментами труб печи.

Предпочтительно аналитик анализирует ленточную диаграмму 300 и/или ленточную диаграмму 400 совместно с механическим чертежом физической структуры печи, чтобы иметь подсказки в отношении того, где должны быть размещены изгибы или концы сегментов труб. Как упоминалось выше, физическая конструкция печи не всегда постоянна, так что либо толщина стенок, либо внутренний радиус печи может изменяться от одного сегмента к другому. Например, из ленточной диаграммы 300 очевидно, что сегменты 1-30 труб, в общем, имеют одну толщину стенок, сегменты 31-37 труб, в общем, имеют другую толщину стенок, и сегменты 38-47 труб, в общем, имеют другую толщину стенок. Аналогично, из ленточной диаграммы 400 очевидно, что сегменты 1-37 труб, в общем, имеют один внутренний радиус, тогда как сегменты 38-47 труб, в общем, имеют другой внутренний радиус. Следует понимать, что известные участки различных сегментов труб могут налагаться на ленточные диаграммы 300 и 400, чтобы предоставлять дополнительные указания для идентификации местоположения изгибов или концов сегментов труб.

Можно видеть, что ленточные диаграммы 300 и 400 удобно "оповещают" о проблемных областях в печи. Например, из ленточной диаграммы 300 очевидно, что показания толщины стенок варьируются в сегментах 33 и 34 труб и в меньшей степени в сегментах 31, 36 и 37 труб (как показано вариациями цвета серого по длине этих сегментов труб). Эти вариации стали сразу очевидными при первом взгляде на ленточную диаграмму 300. Потенциальные проблемные области также могут быть видны из ленточной диаграммы 400. С помощью ленточных диаграмм 300 и 400 аналитик может определить, что один или более сегментов труб являются дефектными и должны быть отремонтированы или заменены специалистами по техническому обслуживанию и ремонту.

Следует понимать, что ленточные диаграммы 300 и 400 являются просто примерами типов отображений, которые могут быть использованы для того, чтобы визуально отображать проблемные области в печи. Например, после генерирования маркеров данных показания толщины стенок и/или показания внутреннего радиуса могут отображаться как набор расположенных друг над другом строк, при этом каждая строка представляет один сегмент труб печи. Кроме того, показания толщины стенок и/или показания внутреннего радиуса могут быть отображены в трехмерном формате, в котором структура сегментов труб соответствует физической конструкции печи. Специалисты в данной области техники должны понимать, что другие типы отображения также могу быть использованы в соответствии с настоящим изобретением.

Пример 2

В этом примере вычислительная машина 102 запрограммирована, чтобы генерировать двумерное отображение показаний толщины стенок, собранных из конвекционной секции печи, при этом отображение может просматриваться аналитиком для того, чтобы визуально обнаруживать проблемные области в печи. Конкретно, вычислительная машина 102 запрограммирована, чтобы генерировать диаграмму 410, показанную на фиг.5, в которой все показания толщины стенок для множества временных интервалов наносятся по множеству вертикальных строк. Каждая вертикальная строка отображает показания толщины стенок из одного сегмента труб. Сегменты труб размещаются в надлежащей ориентации (но с удаленными соединительными изгибами).

В этом примере показания толщины стенок, отображаемые на диаграмме 410, представляются в шкале уровней серого в соответствии с легендой 412, при этом показания варьируются от 3 мм до 10 мм. Следует понимать, что показания толщины стенок альтернативно могут быть подвергнуты цветовому кодированию (в отличие от представления в шкале уровней серого) на диаграмме 410 для того, чтобы удобно "оповещать" о разнице между различными показаниями, показываемыми на диаграмме.

При просмотре всех сегментов труб в надлежащей ориентации аналитик может определить, что темные области на диаграмме 410 вызваны штифтами, приваренными на внешней поверхности сегментов труб (которые используются для того, чтобы увеличивать область теплоотдачи). Эти темные области особенно преобладают по длине вертикальных строк 414a-414g. Аналитик данных также может определить, что расположенные на расстоянии друг от друга темные пятна на диаграмме 410 указывают области внешней коррозии на сегментах труб. Примеры этих расположенных на расстоянии друг от друга темных пятен можно видеть в точках 416a-416f. В этом примере промежуток между темными пятнами указывает то, что источником проблемы является допускающее небольшую утечку крепление над сегментами труб, которое пропускает текучую среду в печь. Таким образом, и проблемные области печи, и их источник могут быть легко определены из диаграммы 410 на фиг.5.

Пример 3

В этом примере вычислительная машина 102 запрограммирована, чтобы генерировать двумерное отображение показаний толщины стенок, собранных из конвекционной секции другой печи, при этом отображение может просматриваться аналитиком для того, чтобы визуально обнаруживать проблемные области в печи. Конкретно, вычислительная машина 102 запрограммирована, чтобы генерировать диаграмму 420, показанную на фиг.6, в которой все показания толщины стенок для множества временных интервалов наносятся по множеству вертикальных строк. Аналогично диаграмме по фиг.5 каждая вертикальная строка отображает показания толщины стенок из одного сегмента труб, причем сегменты труб размещены в надлежащей ориентации (но с удаленными соединительными изгибами).

В этом примере показания толщины стенок, отображаемые на диаграмме 420, представляются в шкале уровней серого в соответствии с легендой 422, при этом показания варьируются от 0,20 дюймов до 0,45 дюймов. Помимо этого показания толщины стенок альтернативно могут быть подвергнуты цветовому кодированию (в отличие от представления в шкале уровней серого) на диаграмме 420 для того, чтобы удобно "оповещать" о различиях между различными показаниями, показанными на диаграмме.

При просмотре всех сегментов труб в надлежащей ориентации аналитик данных может определить, что закрученные узоры на диаграмме 420 указывают общее утончение стенок, вызываемое картинами потока в печи. Следует отметить, что закрученные узоры не вызваны вращением контрольно-измерительного прибора в печи, поскольку показания внутреннего радиуса (не показаны) не указывают этого вращения. Помимо этого контрольно-измерительный прибор типично децентрирован в печи вследствие силы тяжести. Таким образом, если контрольно-измерительный прибор вращается, показания ультразвукового измерительного преобразования, расположенного ближе всего к внутренней стенке печи, должны измениться (что не происходит в данном случае). Следовательно, в этом примере проблемные области, вызываемые картинами потока в печи, удобно "оповещают" о себе на диаграмме 420 фиг.6.

Пример 4

В этом примере вычислительная машина 102 запрограммирована, чтобы анализировать проверочные данные и данные датчиков, собранные из печи, чтобы автоматически генерировать множество композитных маркеров данных (которые извлекаются из множества отдельных маркеров данных), которые идентифицируют местоположение изгибов печи. Вычислительная машина 102 также запрограммирована, чтобы разбивать проверочные данные на секции в композитных маркерах данных, с тем чтобы соотносить проверочные данные с соответствующими сегментами труб печи. Вычислительная машина 102 дополнительно запрограммирована, чтобы генерировать отображение разбитых на секции проверочных данных, которые могут просматриваться аналитиком для того, чтобы визуально обнаруживать проблемные области в печи. Далее этот пример рассматривается подробнее со ссылкой на фиг.7, 8 и 9.

На фиг.7 вычислительная машина 102 запрограммирована, чтобы генерировать диаграмму 500, на которой множество отдельных маркеров данных нанесено на линии 502, 504, 506, 508, 510 и 512 и множество композитных маркеров данных нанесено на линию 514. Вычислительная машина 102 запрограммирована, чтобы автоматически генерировать отдельные маркеры данных на линиях 502, 504, 506, 508, 510 и 512 на основе обнаружения различных "ключей данных" в проверочных данных и данных датчиков. Каждая из этих линий описывается ниже.

- Линия 502 представляет отдельные маркеры данных, сгенерированные посредством обнаружения уменьшения числа показаний толщины стенок в конкретном временном интервале.

- Линия 504 представляет отдельные маркеры данных, сгенерированные посредством обнаружения уменьшения числа показаний внутреннего радиуса в конкретном временном интервале.

- Линия 506 представляет отдельные маркеры данных, сгенерированные посредством обнаружения возрастания вариации показаний толщины стенок в конкретном временном интервале.

- Линия 508 представляет отдельные маркеры данных, сгенерированные посредством обнаружения возрастания вариации показаний внутреннего радиуса в конкретном временном интервале.

- Линия 510 представляет отдельные маркеры данных, сгенерированные посредством обнаружения децентрирования контрольно-измерительного прибора в конкретном временном интервале.

- Линия 512 представляет отдельные маркеры данных, сгенерированные посредством обнаружения ускорения контрольно-измерительного прибора в конкретном временном интервале.

Можно видеть, что местоположение каждого из отдельных маркеров данных показывается посредством пика на линиях 502, 504, 506, 508, 510 и 512, при этом длина пика над строкой (то есть на положительной стороне линии) указывает степень надежности этого отдельного маркера данных. Другими словами, более высокие пики имеют более высокую степень надежности, чем более низкие пики.

Вычислительная машина 102 также запрограммирована, чтобы автоматически генерировать композитные маркеры данных на линии 514 посредством объединения отдельных маркеров данных, показанных на линиях 502, 504, 506, 508, 510 и 512. В этом примере отдельные маркеры данных нормированы, так чтобы один маркер данных не возвышался над другими маркерами данных в конкретном временном интервале. В качестве примера, для матрицы NxM показаний толщины стенок или показаний внутреннего радиуса (где N - это число фрагментов, зафиксированных на частоте 38 Гц, а M - это число ультразвуковых измерительных преобразователей) каждый из отдельных маркеров данных может быть нормирован посредством деления элемента матрицы на максимальное значение, найденное в матрице. Затем нормированные отдельные маркеры данных объединяются с помощью расчета по методу корня из квадрата среднего, чтобы сгенерировать композитные маркеры данных (хотя другие типы расчетов или алгоритмов также могут быть использованы). Помимо этого можно видеть, что местоположение каждого из композитных маркеров данных показывается посредством пика на линии 514, при этом длина пика над строкой (т.е. на положительной стороне линии) указывает степень надежности этого композитного маркера данных. Разумеется, следует понимать, что композитные маркеры данных предоставляют большую степень надежности, чем любые из отдельных маркеров данных.

Следует отметить, что диаграмма 500 также включает в себя линию 516, которая является графическим представлением позиции контрольно-измерительного прибора, извлеченной из интегрального счета осевых кодеров. Линия 516 может быть использована для того, чтобы проверять, что контрольно-измерительный прибор не застрял в какой-либо точке печи. В этом примере плоские секции в линии 516 отсутствуют, как могло бы быть, если бы контрольно-измерительный прибор застрял. Если одна или более плоских секций присутствует, аналитик данных может вручную удалить лишние данных, собранные в этом конкретном временном интервале.

На фиг.8 вычислительная машина 102 также запрограммирована, чтобы генерировать диаграмму 520, которая изображает все композитные маркеры данных относительно заранее определенного порога. Конкретно, все композитные маркеры данных, показанные на линии 514 диаграммы 500, наносятся последовательно во времени слева направо и сверху вниз, чтобы сформировать линию 522, показанную на диаграмме 520 (то есть линию с периодическими пиками). В отличие от этого линия 524, показанная на диаграмме 520, представляет заранее определенный порог, который может быть использован для того, чтобы определить, являются ли композитные маркеры данных "допустимыми" индикаторами местоположения изгибов печи. Другими словами, композитный маркер данных является "допустимым", когда пик расположен выше заранее определенного порога, и является "недопустимым", когда пик размещен ниже заранее определенного порога.

В качестве примера, заранее определенный порог может быть сгенерирован посредством: (1) применения 50-точечного фильтра скользящего среднего в обоих направлениях через композитные маркеры данных (C_Data_N), чтобы сгенерировать базовый сигнал (Base_N), при этом выполнение фильтра в обоих направлениях удаляет временную задержку; (2) вычисления скользящего стандартного отклонения композитных маркеров данных (C_Data_N) с размером блока, равным 1000, чтобы создать матрицу стандартных отклонений (STDArray_N); и (3) вычисления матрицы порога (Thresh_N) посредством сложения базового сигнала (Base_N) к умноженной на 2,5 матрице стандартных отклонений (STDArray_N) (т.е. Thresh_N=Base_N+2,5·STDArray_N). Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что аналитик может проанализировать диаграмму 520 для того, чтобы модифицировать или "подстроить" алгоритм, используемый для того, чтобы генерировать заранее определенный порог.

В этом примере композитные маркеры данных, показанные на фиг.7 и 8, содержат указатели, работающие, чтобы "указывать на" позиции в базе данных, которые соответствуют местоположению изгибов печи. Альтернативно, композитные маркеры данных могут быть непосредственно внедрены в базу данных или могут содержать имена файлов различных проверочных данных. Более того, аналитик может использовать композитные маркеры данных просто в качестве указания того, чтобы разбить на секции проверочные данные (описано ниже). Разумеется, другие типы композитных маркеров данных также могут быть использованы для того, чтобы соотносить проверочные данные с физической конструкцией печи в соответствии с настоящим изобретением.

После генерирования композитных маркеров данных вычислительная машина 102 программируется, чтобы разделять на секции проверочные данные в композитных маркерах данных, с тем чтобы соотносить проверочные данные с соответствующими сегментами труб печи. Вычислительная машина 102 также запрограммирована, чтобы генерировать отображение разбитых на секции проверочных данных, которые могут просматриваться аналитиком данных для того, чтобы визуально обнаруживать проблемные области в печи. Отображение может содержать двумерное или трехмерное представление одного или более сегментов труб печи, которое могут настраиваться в соответствии с требованиями пользователей. Например, одному пользователю может потребоваться отображение, которое показывает толщину стенок в пяти расположенных на равном расстоянии друг от друга позициях по длине конкретного сегмента труб, тогда как другому пользователю может потребоваться отображение, которое показывает минимальную толщину стенок для каждого сегмента труб в печи. Разумеется, эта информация также может предоставляться пользователю в форме письменного сообщения, которое прилагается к отображению.

Пример отображения, которое может быть настроено в соответствии с конкретными требованиями пользователя, показан на фиг.9. Это отображение содержит трехмерную диаграмму 700, которая отображает показания внутреннего радиуса для пяти различных интересующих сегментов труб (с удаленными соединительными изгибами). Сегменты труб отображаются способом, который соответствует фактической физической конструкции печи, и помечаются в соответствии с пользовательскими обозначениями этих сегментов труб (то есть ТРУБА C4-1, ТРУБА C4-2, ТРУБА C4-3, ТРУБА C4-4 и ТРУБА C4-5). Можно видеть, что различные показания внутреннего радиуса, отображаемые на диаграмме 700, представляются в шкале уровней серого в соответствии с легендой 702. В этом примере показания внутреннего радиуса варьируются от 2,86 дюймов до 3,04 дюймов.

Можно видеть, что диаграмма 700 удобно "оповещает" о проблемных областях в пяти интересующих сегментах труб. Например, из диаграммы 700 очевидно, что показания внутреннего радиуса варьируются в сегментах труб, помеченных ТРУБА C4-1, ТРУБА C4-2, ТРУБА C4-3 и ТРУБА C4-5 (как показано вариациями цвета серого в этих сегментах труб). Эти вариации стали сразу очевидными при первом взгляде на диаграмму 700. Таким образом, с помощью диаграммы 700 аналитик может определить, что один или более сегментов труб являются дефектными и должны быть отремонтированы или заменены специалистами по техническому обслуживанию и ремонту.

Ссылаясь на блок-схемы последовательности операций способа фиг.10A и 10B, далее описывается примерный вариант осуществления способа по настоящему изобретению со ссылками на этапы 800-830. Сначала на этапе 800 проверочные данные и/или данные датчиков, собранные из печи, извлекаются из контрольно-измерительного прибора. Затем на этапе 802 извлеченные проверочные данные и/или данные датчиков преобразуются в калиброванные технические единицы. Например, показания, собранные посредством ультразвукового измерительного преобразователя, преобразуются из времени в расстояние (к примеру, в дюймы), показания, собранные посредством осевого кодера, преобразуются из значений счетчика в расстояние (к примеру, в дюймы), а показания, собранные посредством измерителя ускорений, преобразуются из напряжение в ускорение (к примеру, футы/с²). Преобразования для других типов показаний очевидны специалистам в данной области техники. После этого на этапе 804 преобразованные проверочные данные и/или данные датчиков сохраняются в базе данных. Разумеется, следует понимать, что этапы 800-804 не являются обязательными для анализа наборов, которые ранее получены и сохранены в базе данных.

Затем генерируется множество маркеров данных, которые идентифицируют местоположение изгибов печи относительно проверочных данных, сохраненных в базе данных. Маркеры данных могут быть сгенерированы либо "полуавтоматически" на этапах 806 -812, либо "автоматически" на этапах 814-822.

При использовании "полуавтоматического" подхода на этапе 806 вычислительная машина используется для того, чтобы генерировать двумерное или трехмерное отображение, которое иллюстрирует часть или все проверочные данные, сохраненные в базе данных (предпочтительно на одной странице). На этапе 808 аналитик данных просматривает и анализирует отображение, чтобы визуально обнаружить "ключи данных", которые помогают в идентификации местоположения изгибов печи. Затем на этапе 810 аналитик данных вводит информацию в вычислительную машину, которая идентифицирует местоположение изгибов печи. В заключение, на этапе 812 вычислительная машина генерирует маркеры данных на основе ввода данных аналитиком.

При использовании "автоматического" подхода на этапе 814 вычислительная машина используется для того, чтобы анализировать проверочные данные и/или данные датчиков, сохраненные в базе данных, для того чтобы автоматически генерировать множество маркеров данных. Как показано на этапах 816-820, этот анализ может содержать генерирование множества отдельных маркеров данных на основе обнаружения "ключей данных" в проверочных данных и/или датчиках данных, нормализацию отдельных маркеров данных и последующее объединение отдельных маркеров данных, чтобы сгенерировать множество композитных маркеров данных. Далее на этапе 822 вычислительная машина может сравнивать композитные маркеры данных с заранее определенным порогом, чтобы определять, являются ли композитные маркеры данных "допустимыми" индикаторами местоположения изгибов печи.

После того как маркеры данных сгенерированы (либо "полуавтоматически" на этапах 806-812, либо "автоматически" на этапах 814-822), проверочные данные разбиваются на секции в маркерах данных, с тем чтобы соотносить проверочные данные с соответствующими сегментами труб печи, на этапе 824. Затем на этапе 826 аналитик вводит информацию, связанную с отображением разбитых на секции проверочных данных. Эта информация может включать в себя пользовательские требования, касающиеся требуемого типа отображения (к примеру, двумерный формат или трехмерный формат), и требуемые сегменты труб, которые должны быть отображены (к примеру, все сегменты труб или конкретные сегменты труб). На этапе 828 вычислительная машина генерирует отображение в соответствии с пользовательскими требованиями. В заключение, на этапе 830 аналитик просматривает и анализирует отображение, чтобы идентифицировать общие тенденции в проверочных данных и/или визуально идентифицировать проблемные области в печи.

Хотя настоящее изобретение описано и проиллюстрировано в данном документе со ссылкой на примерные варианты осуществления, следует понимать, что различные модификации могут быть внесены в эти варианты осуществления без отступления от области применения изобретения. Следовательно, изобретение не ограничено примерными вариантами осуществления, описанными и проиллюстрированными выше, за исключением степени, в которой эти ограничения включены в прилагаемую формулу изобретения.

Раскрыта система и способ отображения проверочных данных, собираемых из печи. Система содержит устройство (106) хранения для сохранения проверочных данных (112). Система также содержит вычислительную машину (102), запрограммированную, чтобы разбивать проверочные данные (112) на секции со множеством маркеров данных, с тем чтобы соотносить проверочные данные (112) с физической конструкцией печи. Каждый из маркеров данных идентифицирует местоположение физического признака печи (такого как изгиб, внешняя рельефная поверхность, перепускной трубопровод, тепловая скважина, сварной шов, фланец, изменение технологического маршрута и/или изменение диаметра). Предпочтительно вычислительная машина (102) также запрограммирована, чтобы генерировать отображение разбитых на секции проверочных данных, при этом отображение является двухмерным или трехмерным представлением сегментов труб печи. Это отображение затем может быть использовано для того, чтобы визуально обнаруживать проблемные области в печи. Предоставлены различные варианты осуществления системы и способа. Технический результат - повышение скорости проверки. 5 н. и 26 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Система отображения проверочных данных, собираемых в печи с заданной физической конструкцией, при этом упомянутая система содержит
устройство хранения для сохранения проверочных данных; и
вычислительную машину, запрограммированную, чтобы
генерировать множество маркеров данных, каждый из которых идентифицирует местоположение физического признака печи, при этом каждый из маркеров данных генерируется посредством обнаружения "ключа данных" в упомянутых сохраненных проверочных данных, разбивать проверочные данные на секции с маркерами данных, обеспечивая соотнесение проверочных данных с физической конструкцией печи;
генерировать отображение разбитых на секции проверочных данных, относящихся к представлению физической конструкции печи для обеспечения визуального обнаружения проблемных областей в печи,
причем проверочные данные собираются посредством одного или более устройств, выбираемых из следующей группы: ультразвуковой измерительный преобразователь, лазерный профилометр и их сочетание.

2. Система по п.1, в которой отображение является двухмерным или трехмерным представления одного или более сегментов труб упомянутой печи.

3. Система по п.1, в которой вычислительная машина дополнительно запрограммирована для генерирования маркеров данных на основе ввода данных аналитиком.

4. Система по п.1, в которой вычислительная машина дополнительно запрограммирована для анализа проверочных данных и генерирования маркеров данных на основе анализа проверочных данных.

5. Система по п.4, в которой проверочные данные содержат множество показаний, выбранных из следующей группы: показания толщины стенок упомянутой печи, показания внутреннего радиуса упомянутой печи и их сочетание.

6. Система по п.1, в которой устройство хранения сохраняет данные датчиков, собранные из печи, при этом вычислительная машина дополнительно запрограммирована для анализа данных датчиков и генерирования маркеров данных на основе анализа данных датчиков.

7. Система по п.6, в которой данные датчиков содержат множество показаний, собираемых посредством одного или более вспомогательных датчиков, выбираемых из следующей группы: осевой кодер, измеритель ускорений, роликовый кодер, гироскоп, инерциальная навигационная система и их сочетание.

8. Система по п.1, в которой каждый из маркеров данных содержит композитный маркер данных, сгенерированный из множества отдельных маркеров данных.

9. Система по п.8, в которой вычислительная машина запрограммирована, чтобы
генерировать отдельные маркеры данных;
нормировать отдельные маркеры данных; и
генерировать композитный маркер данных посредством расчета корня из квадрата среднего нормированных отдельных маркеров данных.

10. Система по п.1, в которой каждый из физических признаков печи выбирается из следующей группы: изгиб, внешняя рельефная поверхность, перепускной трубопровод, тепловая скважина, сварной шов, фланец, изменение технологического маршрута, изменение диаметра и их сочетание.

11. Способ отображения проверочных данных, собираемых в печи с заданной физической конструкцией, в котором предусмотрена вычислительная машина, при этом способ содержит этапы, на которых
в устройстве хранения сохраняют проверочные данные, собранные посредством одного или более устройств, выбираемых из следующей группы: ультразвуковой измерительный преобразователь, лазерный профилометр и их сочетание,
посредством вычислительной машины
генерируют множество маркеров данных, каждый из которых идентифицирует местоположение физического признака печи, при этом каждый из маркеров данных генерируют посредством обнаружения "ключа данных" в проверочных данных,
разбивают проверочные данные на секции с упомянутыми маркерами данных, обеспечивая соотнесение проверочных данных с физической конструкцией печи;
генерируют отображение разбитых на секции проверочных данных, относящихся к представлению физической конструкции упомянутой печи для обеспечения визуального обнаружения проблемных областей в печи.

12. Способ по п.11, в котором упомянутое отображение является двухмерным или трехмерным представлением одного или более сегментов труб упомянутой печи.

13. Способ по п.11, который дополнительно содержит этап, на котором предусмотрен ввод данных аналитиком, и при этом генерируют маркеры данных на основе ввода данных.

14. Способ по п.11, который дополнительно содержит этап, на котором анализируют проверочные данные и генерируют упомянутые маркеры данных на основе анализа проверочных данных.

15. Способ по п.14, в котором проверочные данные содержат множество показаний, выбранных из следующей группы: показания толщины стенок печи, показания внутреннего радиуса упомянутой печи и их сочетание.

16. Способ по п.15, в котором проверочные данные собирают с заранее определенными временными интервалами в печи.

17. Способ по п.16, в котором проверочные данные содержат множество показаний в каждом из временных интервалов.

18. Способ по п.17, в котором каждый из ключей данных выбирают из следующей группы: увеличение варьирования показаний толщины стенок в одном из временных интервалов, снижение числа показаний толщины стенок в одном из временных интервалов, увеличение варьирования показаний внутреннего диаметра в одном из временных интервалов, снижение числа показаний внутреннего диаметра в одном из временных интервалов, изменение центрирования контрольно-измерительного прибора и сочетание вышеупомянутого.

19. Способ по п.11, который дополнительно содержит этап, на котором анализируют данные датчиков и генерируют маркеры данных на основе анализа данных датчиков.

20. Способ по п.19, в котором данные датчиков содержат множество показаний, собираемых посредством одного или более вспомогательных датчиков, выбираемых из следующей группы: осевой кодер, измеритель ускорений, роликовый кодер, гироскоп, инерциальная навигационная система и их сочетание.

21. Способ по п.11, в котором каждый из маркеров данных содержит композитный маркер данных, сгенерированный из множества отдельных маркеров данных.

22. Способ по п.2, который дополнительно содержит этапы, на которых
генерируют отдельные маркеры данных;
нормируют отдельные маркеры данных; и
генерируют композитный маркер данных посредством расчета корня из квадрата среднего нормированных отдельных маркеров данных.

23. Способ по п.11, в котором каждый из физических признаков печи выбирают из следующей группы: изгиб, внешняя рельефная поверхность, перепускной трубопровод, тепловая скважина, сварной шов, фланец, изменение технологического маршрута, изменение диаметра и их сочетание.

24. Способ отображения проверочных данных, собираемых в печи, при этом печь содержит множество трубных сегментов, соединенных посредством множества изгибов, причем способ содержит этапы, на которых
сохраняют проверочные данные,
анализируют сохраненные проверочные данные для обнаружения "ключей данных" в проверочных данных и идентифицируют изгибы печи в отношении упомянутых проверочных данных;
разбивают проверочные данные на секции на упомянутых изгибах для соотнесения проверочных данных с соответствующим одним из сегментов труб печи;
генерируют двухмерное или трехмерное представление проверочных данных, относящихся к представлению физической конструкции для одного или более сегментов труб печи, для обеспечения визуального обнаружения проблемных областей в печи,
при этом проверочные данные собирают посредством одного или более устройств, выбираемых из следующей группы: ультразвуковой измерительный преобразователь, лазерный профилометр и их сочетание.

25. Способ по п.24, в котором проверочные данные содержат множество проверочных показаний, выбранных из следующей группы: показания толщины стенок упомянутой печи, показания внутреннего радиуса упомянутой печи и их сочетание.

26. Способ по п.25, в котором данные датчиков также собираются на печи, при этом данные датчиков содержат множество показаний датчиков, собираемых посредством одного или более вспомогательных датчиков, выбираемых из следующей группы: осевой кодер, измеритель ускорений, роликовый кодер, гироскоп, инерциальная навигационная система и их сочетание.

27. Способ по п.26, дополнительно содержащий этап, на котором анализируют проверочные данные и данные датчиков и идентифицируют изгибы на основе анализа проверочных данных и данных датчиков.

28. Способ отображения проверочных данных, собираемых в печи, содержащей множество трубных сегментов, при этом способ содержит этапы, на которых
сохраняют проверочные данные, собранные посредством одного или более устройств, выбираемых из следующей группы: ультразвуковой измерительный преобразователь, лазерный профилометр и их сочетание,
анализируют сохраненные проверочные данные для обнаружения "ключей данных" в проверочных данных и идентифицируют множество физических признаков печи;
используют физические признаки печи для генерации двухмерного или трехмерного представления проверочных данных, собранных для одного или более сегментов труб печи, причем упомянутые данные относятся к представлению упомянутого сегмента труб;
анализируют двухмерное или трехмерное представление для обеспечения визуального обнаружения проблемных областей в одном или более сегментов труб печи.

29. Способ по п.28, дополнительно содержащий этап, на котором соотносят проверочные данные с соответствующим одним из сегментов труб печи.

30. Способ по п.28, в котором проверочные данные содержат множество проверочных показаний, выбранных из следующей группы: показания толщины стенок печи, показания внутреннего радиуса печи и их сочетание.

31. Система отображения проверочных данных, собираемых из печи с заданной физической конструкцией, при этом система содержит
устройство хранения для сохранения проверочных данных, собранных в печи посредством одного или более устройств, выбираемых из следующей группы: ультразвуковой измерительный преобразователь, лазерный профилометр и их сочетание,
и вычислительную машину, запрограммированную, чтобы
анализировать проверочные данные и генерировать множество маркеров данных на основе анализа проверочных данных, причем каждый из маркеров данных генерируется посредством обнаружения "ключа данных" в проверочных данных с тем, чтобы идентифицировать местоположение физического признака печи, и с тем, чтобы соотносить проверочные данные с физической конструкцией печи;
разбивать проверочные данные на секции с маркерами данных;
генерировать отображение разбитых на секции проверочных данных, относящихся к представлению физической конструкции печи, чтобы обеспечить визуальное обнаружение проблемных областей в печи.