شنبه 08 اردیبهشت 1403

معرفی

پس از احداث زیرساخت‌های اصلی و حیاتی در صنایع مختلف، مهم‌‌ترین چالش پیش‌‌روی بهره‌برداران و مدیران و صاحبان این صنایع، حفظ و نگهداری آنها در شرایط مطلوب كاركرد و خدمت‌‌رسانی می‌باشد. قطع كاركرد صنایع می‌تواند علل و منشأهای گوناگونی داشته باشد كه از مهم‌‌ترین علل آن، وقوع انواع خرابی‌ها و آسیب‌های فنی در بخش‌های مختلف صنایع می‌باشد. بخش‌های مختلف صنعت برق نیز از این قاعده مستثنی نبوده و وقوع انواع خرابی‌ها و خسارات در قسمت‌های مختلف آنها، محتمل و متداول می‌باشد. بدلیل ویژگی خاص صنعت برق كه وظیفه و نقش تأمین انرژی برای بسیاری از فعالیت‌ها و صنایع دیگر را عهده‌‌دار است، حفظ كاركرد و جلوگیری از توقف خدمت رسانی آن (نسبت به سایر صنایع) بسیار ضروری و حیاتی است. زیرا توقف خدمت رسانی صنعت برق از خاموشی‌های كوچك تا گسترده، علاوه بر خسارات مستقیم و غیرمستقیم كه بر خود آن صنعت وارد می‌كند، منجر به ایجاد وقفه و خسارت در سایر صنایع و بخش‌های كشور نیز شده و پتانسیل اعمال خسارات گسترده اقتصادی، سیاسی، امنیتی، اجتماعی و زیست‌‌محیطی را تا سطح ملی، دارا می‌باشد.
سازه‌های صنعت برق به لحاظ شرایط كاركرد خود جزء سازه‌های خاص و در معرض شرایط محیطی و كاری خاص می‌باشند كه احتمال وقوع خرابی‌های پیش‌بینی نشده را در مورد آنها (نسبت به سایر سازه‌ها) افزایش می‌دهد. بسیاری از آسیب‌های ایجاد شده در سازه‌های صنعت برق، با اجرای یك برنامه مناسب مدیریت نگهداری، پیش از رسیدن به مراحل بحرانی قابل تشخیص و رفع می‌باشند. بدین ترتیب می‌توان از وقوع خسارات گسترده ناشی از فروپاشی و خرابی كلی سازه‌ها جلوگیری نمود. سامانه مدیریت نگهداری نیازمند وجود یك سیستم پایش جهت جستجو و تشخیص آسیب های جزئی و اقدام جهت رفع آنها می‌باشد. بر این اساس، توسعه فناوری‌‌های مرتبط با پایش سلامت سازه‌‌ها در صنعت برق به منظور بهینه‌‌سازی مدیریت نگهداری و كاهش هزینه‌‌های مربوط به نگهداری و تعمیرات و جلوگیری از خسارات ناشی از وقوع خرابی‌‌های پیش‌‌بینی نشده در آنها، مورد نیاز می‌‌باشد. سیستم‌های پایش و تشخیص خرابی می‌توانند شامل سیستم‌های ساده نظیر بازرسی چشمی و ارزیابی‌های غیر مخرب (NDE) تا فناوری‌‌های پیشرفته پایش سلامت سازه یا به اختصار، SHM باشند. پایش سلامت سازه (SHM) بطور كلی عبارت از مشاهده و ارزیابی وضعیت و شرایط كاركرد سازه بصورت به‌‌هنگام در طول عمر آن، با استفاده از اطلاعات حاصل از اندازه‌گیری پارامترهای مرتبط با شرایط كاركرد سازه و پردازش آنها، می‌‌باشد. اندازه گیری پارامترها و اكتساب اطلاعات مورد نیاز با استفاده از شبكه سنسورهای نصب شده بر روی سازه صورت می گیرد. كاركرد اصلی سیستم پایش سلامت سازه، جستجو، كشف و آشكارسازی آسیب‌‌های موضعی و اقدام جهت رفع آنها، با هدف جلوگیری از وقوع خرابی كلی ناشی از گسترش آنها در سازه می‌‌باشد.
با توجه به ضرورت شناسایی و پیش‌‌بینی آسیب‌‌ها در سازه‌‌های صنعت برق و لزوم بکارگیری فناوری پایش سلامت سازه در آنها بدین منظور؛ كسب دانش فنی به همراه تعیین ملزومات و نیازمندی‌های فنی و سخت‌افزاری و نرم‌افزاری جهت نصب، راه اندازی و بكارگیری فناوری پایش سلامت در سازه‌های صنعت برق و ارائه راهكارهای رفع یا كاهش آسیبها در آنها، از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد. با توجه به اینكه فناوری پایش سلامت سازه‌ها دارای كاربردهای وسیع در حوزه‌‌های مختلف مهندسی سازه (از مرحله طراحی و ساخت تا نگهداری و تعمیر) بوده و از طرف دیگر، نیاز به حوزه‌های گوناگونی از دانش علمی و فنی، تخصص و فناوری دارد، تدوین سند راهبرد ملی برای هماهنگ‌سازی و جهت‌دهی فعالیت‌های مورد نیاز در راستای توسعه فناوری و افزایش كارایی و اثربخشی آنها، ضروری می‌باشد. در این سند ملی، حوزه‌‌های فناوری مرتبط با پایش سلامت سازه-ها مورد بررسی قرار گرفته و موارد كاربرد آنها در سامانه‌‌های مختلف صنعت برق اولویت بندی شده‌‌اند تا با اتخاذ سیاست‌‌های مناسب و انجام اقدامات مؤثر با حمایت و مداخله هوشمندانه دولت، توسعه فناوری در راستای اهداف تعیین شده در سند، محقق گردد.
با اتکا به خداوند متعال و مجاهدت ملی، جمهوری اسلامی ایران در افق 1404 در راستای تحقق سند چشم‌انداز بیست ساله خود، با تأکید بر خوداتکایی، ارتقای سطح رفاه اجتماعی و با بهره‌گیری از دانش پیشرفته و مبتنی بر نیروی انسانی بومی و ضمن توجه به مقوله حفظ محیط زیست، شناسایی مشخصات آسیب‌ها و ارائه راهكارهای كاهش آثار آنها را در كمترین زمان و با بیشترین دقت ممكن، با استقرار سیستم پایش سلامت سازه در بخش‌های تولید، انتقال و توزیع در پهنه جغرافیایی كشور به منظور كمك به افزایش پایایی، حفظ كیفیت و كاهش هزینه‌های نگهداری شبكه برق دنبال می‌كند.
اهداف تعیین شده برای تحقق چشم‌انداز این سند به شرح زیر می‌باشد:
  • کاهش سالیانه خرابی‌های سازه‌های تولید، انتقال و توزیع به میزان حداقل 5 درصد نسبت به سال پایه
  • افزایش طول عمر سازه‌های تولید، انتقال و توزیع به میزان حداقل 10 الی 30 درصد متناسب با شرایط محیطی
  • افزایش قابلیت اطمینان و پایایی شبکه با به حداقل رساندن خرابی سازه‌ها
  • تامین زیرساخت‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری پایش سلامت در سازه‌های صنعت برق
  • افزایش سطح سازگاری زیست‌محیطی سازه‌های صنعت برق

پروژه‌های اجرایی

الف ) در حوزه شناسایی انواع روش‌های پایش سلامت سازه در دنیا

  • شناسایی رویكردهای مختلف پایش سلامت در انواع سازه‌های موجود به منظور تشخیص آسیب‌ها
  • شناسایی رویكردهای مختلف پایش سلامت در انواع سازه‌های موجود به منظور پیش‌بینی آسیب‌ها و تخمین عمر باقیمانده
  • شناسایی رویكردهای مختلف پایش سلامت در انواع سازه‌های جدید به منظور تشخیص آسیب‌ها
  • شناسایی رویكردهای مختلف پایش سلامت در انواع سازه‌های جدید به منظور پیش‌بینی آسیب‌ها و تخمین عمر باقیمانده
  • شناسایی رویكردهای اكتساب و مدیریت داده‌ها جهت كاربرد در پایش سلامت سازه‌ها
  • شناسایی ابزارهای مورد نیاز (سخت‌افزار و نرم‌افزار) برای پایش سلامت سازه‌ها و تأمین‌كنندگان اصلی آنها در دنیا

ب) در حوزه تدوین دانش فنی پایش سلامت و مدیریت نگهداری در سازه‌های موجود و جدید صنعت برق (در بخش‌های تولید، انتقال و توزیع)

  • گردآوری و تدوین مبانی تئوریك موردنیاز برای پایش سلامت سازه مورد نظر
  • طراحی سیستم پایش سلامت سازه برای تشخیص آسیب‌ها در سازه مورد نظر
  • طراحی سیستم پایش سلامت سازه برای پیش‌بینی ایجاد و گسترش آسیب‌ها در سازه مورد نظر و تخمین عمر باقیمانده آن
  • امكان‌سنجی فنی و اقتصادی بكارگیری سیستم پایش سلامت در سازه مورد نظر
  • ارائه روش‌ها و راهكارهای تصمیم گیری و مدیریت نگهداری سازه مورد نظر بر اساس خروجی سیستم پایش سلامت سازه
  • اجرا و بهره‌برداری از سیستم پایش سلامت سازه روی دو نمونه انتخابی از سازه مورد نظر بصورت پایلوت
  • تدوین دستورالعمل پایش سلامت و مدیریت نگهداری سازه مورد نظر
  • بازبینی و به‌روز رسانی استانداردهای بارگذاری سازه‌های بخش‌های تولید، انتقال و توزیع
  • بازبینی و به‌روز رسانی استانداردهای تحلیل و طراحی سازه‌های بخش‌های تولید، انتقال و توزیع
  • بازبینی و به‌روز رسانی استانداردهای اجرای سازه‌های بخش‌های تولید، انتقال و توزیع

ج) در حوزه اولویت‌بندی اجرای پایش سلامت در سازه‌های صنعت برق

  • تدوین مبانی نظری، ابزارهای مورد نیاز و شاخص‌های كمّی برای اولویت‌بندی سامانه‌ها و سازه‌های صنعت برق بر مبنای قابلیت اطمینان و ریسك
  • شناسایی مخاطرات آسیب¬رسان به سامانه‌ها و سازه‌های صنعت برق و پهنه‌بندی احتمالاتی توزیع مكانی و شدت آنها در سطح كشور
  • تعیین و پهنه‌بندی شاخص‌های آسیب‌پذیری سامانه‌ها و سازه‌های صنعت برق در برابر مخاطرات در سطح كشور
  • تعیین و پهنه‌بندی شاخص‌های اهمیت نسبی سامانه‌ها و سازه‌های صنعت برق در برابر مخاطرات در سطح كشور
  • تعیین و پهنه‌بندی شاخص اولویت سامانه‌ها و سازه‌های صنعت برق در سطح كشور جهت اجرای سیستم پایش سلامت

د) در حوزه اجرا و راه‌اندازی نظام پایش سلامت در سازه‌های اولویت‌دار صنعت برق در کشور

  • اجرا و راه‌اندازی نظام پایش سلامت و مدیریت نگهداری در سازه‌های 20 واحد از نیروگاه‌های بخاری در كشور به ترتیب اولویت
  • اجرا و راه‌اندازی نظام پایش سلامت و مدیریت نگهداری در سازه‌های 20 واحد از نیروگاه‌های چرخه تركیبی در كشور به ترتیب اولویت
  • اجرا و راه‌اندازی نظام پایش سلامت و مدیریت نگهداری در سازه‌های 20 واحد از نیروگاه‌های گازی در كشور به ترتیب اولویت
  • اجرا و راه‌اندازی نظام پایش سلامت و مدیریت نگهداری در سازه‌های 20 عدد از توربین‌های بادی در كشور به ترتیب اولویت
  • اجرا و راه‌اندازی نظام پایش سلامت و مدیریت نگهداری در سازه‌های 5% از خطوط انتقال در كشور به ترتیب اولویت
  • اجرا و راه‌اندازی نظام پایش سلامت و مدیریت نگهداری در سازه‌های 5% از خطوط انتقال در كشور به ترتیب اولویت
  • اجرا و راه‌اندازی نظام پایش سلامت و مدیریت نگهداری در سازه‌های 25% از پست‌های انتقال در كشور به ترتیب اولویت
  • اجرا و راه‌اندازی نظام پایش سلامت و مدیریت نگهداری در سازه‌های 5% از خطوط فوق توزیع در كشور به ترتیب اولویت
  • اجرا و راه‌اندازی نظام پایش سلامت و مدیریت نگهداری در سازه‌های 10% از پست‌های فوق توزیع در كشور به ترتیب اولویت
  • اجرا و راه‌اندازی نظام پایش سلامت و مدیریت نگهداری در سازه‌های 1% از خطوط توزیع در كشور به ترتیب اولویت
  • اجرا و راه‌اندازی نظام پایش سلامت و مدیریت نگهداری در سازه‌های 1% از پست‌های توزیع در كشور به ترتیب اولویت

اطلاعات تماس مجری طرح: محمد علی جعفری صحنه‌سرايی

داخلی : 4445
آدرس پست الکترونیکی : mjafari@nri.ac.ir