Как избежать пожаров и аварий на опасных производствах

Исследователи Тольяттинского государственного университета (ТГУ) разработали решение для повышения безопасности на объектах гидроэнергетики. Стеклянные трубки на мощных маслонапорных установках (МНУ) учёные предлагают заменить магнитными указателями и «умными» датчиками, предсказывающими износ масла. Разработка планируется к внедрению на Зейской ГЭС ПАО «РусГидро».

Маслонапорные установки – ключевое звено гидравлических систем, управляющих многотонными затворами шлюзов, прокатными станами и другим тяжёлым оборудованием. Долгое время их «слабым звеном» оставались масломерные стеклянные трубки. Резиновые уплотнения, в которых они крепятся, под действием масла и давления теряют эластичность – возникают капельные утечки. Масло скапливается на оборудовании и полу, создавая устойчивую пожароопасную обстановку. Сами стеклянные трубки хрупки: их приходится снимать для замены уплотнительных колец, они могут разрушиться при перепадах давления или температуры. Разгерметизация в таком случае неизбежно ведёт к аварийной ситуации.

Магистрант института инженерной и экологической безопасности (ИИиЭБ) ТГУ Наталья Бурнышева предложила проектное решение – магнитный указатель уровня. Его корпус выполнен из нержавеющей стали, он не имеет резиновых уплотнений и стеклянных элементов. Принцип работы основан на магнитной связи: поплавок с постоянным магнитом находится внутри сосуда, а поворотная шкала – снаружи. Уровень масла отображается механически, без риска утечки.

Важно, что этот указатель – отечественная разработка. Его конструкция устойчива к залипанию в вязкой масляной среде, а двойная магнитная система обеспечивает надёжный переворот цветных флажков индикаторной шкалы, исключая искажение показаний.

Второй элемент модернизации – датчик контроля состояния масла. Он в режиме реального времени измеряет температуру, вязкость, диэлектрическую проницаемость и содержание влаги. Эти параметры позволяют отслеживать старение гидравлической жидкости и своевременно распознавать начинающиеся повреждения гидросистемы.

Датчик передаёт данные по стандартным промышленным интерфейсам, информация непрерывно записывается и анализируется. Это даёт возможность перейти от плановых замен масла к обслуживанию по фактическому состоянию, оптимизировать интервалы сервиса и предотвращать поломки на ранних стадиях.

 – Наша модернизация решает две задачи одновременно: мы убираем физически опасный элемент конструкции и внедряем цифровой контроль, который позволяет предсказывать развитие дефектов. Оборудование перестаёт быть «чёрным ящиком» – инженер видит, что происходит с маслом и системой в каждый момент времени, – комментирует Наталья Бурнышева.

После внедрения нового оборудования установка проходит экспертизу промышленной безопасности. Все изменения выполняются без корректировки основных параметров бака МНУ. Отказ от стеклянных трубок и резиновых уплотнений полностью исключает утечки масла, снижает пожарную нагрузку и риск механических повреждений. В совокупности это продлевает срок службы гидравлической системы и обеспечивает переход от реагирования на аварии к их прогнозированию и профилактике.

Научным руководителем проекта стала профессор ИИиЭБ ТГУ, доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент Российской академии естествознания Наталья Шелепина.

– Возможность установки магнитных указателей уровня масла взамен стеклянных трубок сейчас рассматривает Зейская ГЭС: идёт изучение рынка, решается вопрос о включении работ в производственную программу, – прокомментировала Наталья Шелепина.

Свою разработку авторы описали в статье «Модернизация маслонапорной установки, находящейся под избыточным давлением» – она опубликована в сборнике научных статей 10-й Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии». Конференция состоялась в декабре 2025 года на базе кафедры Информационных технологий и управляющих систем Технологического университета имени дважды Героя Советского Союза, лётчика-космонавта А.А. Леонова (Королёв, Россия) и Института гуманитарных наук, экономики и информационных технологий (Бургас, Болгария).