Прогнозирование эрозионно-коррозионного износа элементов трубопроводов атомных электростанций методом нейросетевого моделирования

Аннотация

На основе комплексного подхода, использующего компьютерное моделирование процесса разрушения конструкционных материалов и технологию самообучающихся нейронных сетей, разработана методология прогнозирования скорости эрозионно-коррозионного износа (ЭКИ) элементов трубопроводов с однофазной средой второго контура АЭС. Нейросетевая модель реализована в среде программирования Delphi. Нейронная сеть состоит из входного слоя, содержащего семь элементов, и выходного слоя с двумя элементами. В качестве входных переменных нейронной сети выбраны параметры, оказывающие наибольшее влияние на процесс ЭКИ. Это температура среды, внутренний диаметр трубопровода, содержание кислорода в среде, скорость течения теплоносителя, водородный показатель, время проведения контроля (или начала эксплуатации) и время, на которое осуществляется прогнозирование. Для каждого из входных параметров сети выбирались интервалы возможных значений. При этом факторы, влияющие на скорость ЭКИ, но не вошедшие в реализуемую модель (содержание хрома, меди и молибдена в материале трубопровода, тип амина), приняты постоянными. Выходными параметрами нейронной сети являются скорость ЭКИ и изменение толщины стенки элемента трубопровода за прогнозируемый временной интервал. В качестве метода обучения нейронной сети выбран метод обратного распространения ошибки, который предполагает прямой и обратный проход по слоям сети. Обучающим алгоритмом нейронной сети является алгоритм обучения с учителем. Для тестовой выборки предлагается, наряду с данными эксплуатационного контроля, использовать результаты расчетов по статистической модели, созданной в рамках специального расчетно-экспериментального метода. Установлена принципиальная возможность использования нейронных сетей для прогнозирования скорости ЭКИ в элементах трубопроводов второго контура АЭС. Разработанный подход позволяет улучшить точность прогноза скорости эрозионно-коррозионного износа без определения всех зависимостей между множеством факторов, оказывающих влияние на процесс ЭКИ. Низкие значения ошибок построенных моделей позволяют использовать результаты расчетов для определения ресурсных характеристик трубопроводов с однофазной средой второго контура АЭС и оптимизации эксплуатационного контроля.