Основна кількість металевих конструкцій нафтогазового комплексу України на сьогоднішній день знаходяться в критичному стані, оскільки їх терміни експлуатації практично вичерпали свій плановий ресурс, а в деяких випадках значно перевищили його. Основними причинами аварій та відмов металомісткого обладнання на об'єктах нафтогазового комплексу є зміна фізико-механічних характеристик металоконструкцій через корозійні пошкодження металу, брак будівельно-монтажних робіт, заводський брак матеріалів і обладнання, механічні пошкодження, порушення правил технології експлуатації конструкцій. В результаті виникнення непередбачуваних відмов та аварійних ситуацій завдаються значні збитки підприємствам і організаціям України, погіршується екологічне становище та трапляються нещасні випадки. Проведено огляд методів контролю фізико-механічних характеристик металевих конструкцій об'єктів нафтогазового комплексу, які експлуатуються за різних температурних режимів та умов. Обгрунтовано доцільність їх застосування у промисловості з практичної і економічної точок зору. Описано переваги і недоліки кожного методу та особливості застосування під час контролю того чи іншого об'єкта. Проаналізовано роботу засобів вимірювань у ході проведення основних видів контролю. Удосконалення сучасних методів контролю фізико-механічних характеристик металоконструкцій дозволить заощадити значні фінансові кошти та запобігти виникненню аварій.

Забезпечення надійності, міцності, прогнозування граничного терміну експлуатації та безвідмовної роботи в окремих елементах та вузлах металевих конструкцій багато в чому залежить від рівня напружено-деформованого стану, який виникає ще в процесі виготовлення обладнання і постійно змінюється у ході тривалої експлуатації. Оскільки напружено-деформований стан характеризує сукупність внутрішніх напружень і деформацій конструкції або її елементів, що виникають під дією зовнішніх навантажень, температурних полів чи інших вагомих факторів, їх контроль є важливою складовою, яку необхідно враховувати при прогнозуванні залишкового ресурсу. Адже неправильний розподіл напружень на конструкцію може призвести до аварійної ситуації. В даний час основною проблемою визначення напружено-деформованого стану металевих конструкцій тривалої експлуатації є не висока достовірність результатів його визначення, оскільки напружено-деформований стан розраховується на основі довідникових даних або за одним інформативним параметром, який не несе повної та достатньої інформації про стан конструкції загалом. Яскравим прикладом, що не враховується при розрахунку та визначенні напружено-деформованого стану є такі важливі складові, як старіння, втома, структурні зміни які виникли у ході тривалої експлуатації, складні умови та режими експлуатації, що суттєво впливають на працездатність конструкції. Представлені експериментальні дослідження, метою яких є наближене відтворення процесу зміни рівня та визначення напружено-деформованого стану у робочих об'єктах промисловості. Основним завданням експерименту є змоделювати та виготовити дослідні зразки та отримати комплекс інформативних параметрів, за якими можна охарактеризувати та визначити напружено-деформований стан металевих конструкцій. Встановити та проаналізувати характер зв'язку залежностей, виміряних інформативних параметрів від навантаження.

Досліджено можливість використання результатів вимірювання засобами неруйнівного контролю структурно-чутливих характеристик (коефіцієнт теплопровідності, питома електропровідність, ударна в'язкість, твердість) для визначення місця і рівня напружень у матеріалі металоконструкцій довготривалої експлуатації. Проведено серію експериментальних досліджень на спеціально виготовлених дослідних зразках у вигляді масштабованих посудин, що працюють під тиском. Враховуючи суттєву нелінійність і різну точність і достовірність виміряних інформативних параметрів прийнято рішення застосувати алгоритми штучних нейронних мереж для опрацювання масиву експериментальних даних. За результатами проведених досліджень доведено можливість визначення напружень у стінках посудин за трьома інформативними параметрами: твердість, питомий електричний опір, коефіцієнт корозійної сили та одержано аналітичну залежність матричного рівняння для визначення рівня напружень у матеріалах металоконструкцій.

Запропоновано математичні моделі процесу деформування та напруженого стану для посудин циліндричної форми зі сферичним та конічним куполом, що працюють під дією високого тиску. Наведено методику визначення додаткових факторів, що впливають на напружено-деформований стан, визначено напрямки подальших досліджень.

Запропоновано математичні моделі процесу деформування та напруженого стану для посудин циліндричної форми зі сферичним та конічним куполом, що працюють під дією високого тиску. Наведено методику визначення додаткових факторів, що впливають на напружено-деформований стан, визначено напрямки подальших досліджень.

Розкрито питання контролю напруженого стану тривало експлуатованих металоконструкцій посудин АГНКС (автомобільні газонаповнювальні компресорні станції), що працюють під тиском. Проведено аналіз конструкцій посудин, що працюють під тиском на АГНКС України, а також їх умови та режими експлуатації, чинники впливу, що викликають зміну фізичних і механічних властивостей металу. На основі детального аналізу методів і технічних засобів контролю, діагностики та визначення основних параметрів, що характеризують напружений стан металу посудин під тиском, обгрунтовано необхідність нового підходу до діагностики фактичного технічного стану за рівнем напружень у металі з урахуванням декількох інформативних діагностичних параметрів одночасно. Побудовано математичну модель процесу деформування та виникнення напружень різних просторових конфігурацій за відомими переміщеннями певної множини точок поверхні посудин під тиском з урахуванням діючих нормативних напружень, а також напружень, що мають несиметричний характер і природа виникнення яких потребує подальшого вивчення. Проведені експериментальні дослідження характеру взаємозв'язків між інформативними параметрами методів неруйнівного контролю та різними видами напружень надали можливість встановити мінімальний набір фізичних параметрів, комплексне застосування яких дозволяє підвищити точність визначення величини напружень металу стінок посудин під тиском. Для одержання функції апроксимації напруження (МПа) від комплексу параметрів: коерцитивної сили, питомого електричного опору, магнітного параметру 12 з частотою вимірювання f = 25 кГц, і твердості в символьному виразі було застосовано алгоритм штучних нейронних мереж. Рівняння апроксимації знайшло практичне застосування в розробленій методології визначення й оцінки напруженого стану металу як одного з критеріїв фактичного технічного стану посудин високого тиску об'єктів АГНКС, затвердженої нормативним документом - СОУ "Визначення напружень у стінках посудин, що працюють під тиском. Методика".

Висвітлено напрацьований вітчизняними та закордонними фахівцями досвід у неруйнівному контролі та технічній діагностиці складних технічних систем, енергетичного обладнання та будівельних конструкцій. Викладено основні види та причини відмов обладнання і конструкцій. Розглянуто базові принципи, теоретичні основи, сучасні технології та технічні засоби діагностування технічного стану об'єктів нафтогазового комплексу, енергетичного обладнання та будівельних конструкцій.