- •5. Критерии прочности и диагностика напряженно- деформационного состояния
- •5.1.Критерии сопротивления различным видам разрушения
- •5.2. Определение напряженно-деформационного состояния оборудования.
- •6. Деградационные процессы и диагностика их протекания
- •6.1. Старение материалов
- •6.2. Виды коррозии и методы их оценки
- •6.3. Виды изнашивания и методы их определения
- •7. Основные принципы технического диагностирования и определения остаточного ресурса оборудования потенциально опасных производств
- •7.1. Основные принципы и порядок диагностирования • технического состояния оборудования.
- •Алгоритм определения остаточного ресурса потенциально опасных объектов
- •7.2. Прогнозирование остаточного ресурса
- •8. Диагностирование технического состояния сосудов и аппаратов потенциально опасных производств, работающих под давлением
- •8.1. Диагностирование сосудов, работающих под давлением
- •Типовые дефекты химического оборудования и способы их обнаружения
- •Характеристика методов диагностирования оборудования
- •Контроль герметичности
- •8.2. Особенности диагностирования аппаратов нефтегазохимических производств
- •9. Диагностирование резервуаров, трубопроводов, арматуры
- •9.1. Диагностирование резервуаров
- •Основные требования к резервуарам для хранения нефтепродуктов.
- •Диагностика технического состояния
- •9.2. Диагностика технического состояния промышленных трубопроводов и арматуры
- •10. Диагностика технического состояния машинного оборудования
- •10.1. Организация и методы диагностирования
- •10.2. Вибрационная диагностика
8. Диагностирование технического состояния сосудов и аппаратов потенциально опасных производств, работающих под давлением
8.1. Диагностирование сосудов, работающих под давлением
Основная цель диагностирования — установление соответствия технического состояния сосуда требованиям, установленным Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ-115-96). Этими правилами также регламентирован перечень сосудов, работающих под давлением, на которые эти правила распространяются.
В зависимости от ведомственного назначения, вида оборудования, технологической среды и особенностей эксплуатации разработаны специальные методики диагностирования технического состояния сосудов и аппаратов потенциально опасных производств. Однако все эти методики не должны вступать в противоречие с Методическими указаниями по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, поднадзорных Госгортехнадзору России (РД 09-102-95).
Для предприятий топливно-энергетического комплекса действует "Методика диагностирования технического состояния сосудов и аппаратов, отслуживших установленные сроки службы на предприятиях Минтопэнерго" (М.: ЦЕНТРХИММАШ, согл. ГГТН 21.12.92). Методика распространяется на сосуды и аппараты при рабочих давлениях до 10 МПа (100 кгс/см2), выполненных в соответствии с ОСТ 26-291-87. Методика включает в себя:
• порядок диагностирования и подготовки сосудов и аппаратов к диагностированию,
• объем и порядок анализа технической документации,
• объем и порядок натурного обследования объекта,
• лабораторные исследования конструкционных материалов,
• проведение прочностных исследований,
• оценку и оформление результатов диагностирования.
Перед диагностированием сосуды должны быть подготовлены для выполнения работ внутри них, для чего каждый сосуд (аппарат) должен быть:
• остановлен, охлажден, освобожден от заполняющей его рабочей среды, промыт и при необходимости пропарен острым паром, продут инертным газом, а затем воздухом; произведен контроль состава атмосферы на ПДК.;
• отключен заглушками от всех трубопроводов, соединяющих его с источником давления,
• освобожден от конденсата,
• электрооборудование отключено от всех источников питания,
• оснащен освещением от источника питания с напряжением не более 12 В,
• очищен с внутренней стороны от технологических отходов, загрязнений, продуктов коррозии.
Подготовку сосудов и аппаратов к диагностированию выполняет предприятие-заказчик.
Диагностирование должно носить комплексный характер и в общем случае включает в себя следующие виды работ.
Анализ технической документации, при котором наибольшее внимание уделяется:
• сварным швам и местам их пересечения,
• местам сочленения конструктивным элементам (приварки патрубков, люков, бобышек, переходов и т.д.);
• местам гибов металла,
• местам конструктивных утонений,
• наиболее нагруженным участкам (крепление опор),
• местам соединения и контакта различных материалов,
• застойным зонам,
• местам воздействия потоков и границ раздела агрегатных состояний рабочей среды,
• участкам с дефектами металла, обнаруженными в процессе эксплуатации.
Для потенциально опасных участков устанавливают:
• марку конструкционного материала,
• проектное значение эксплуатационных напряжений и коэффициентов запаса прочности,
• проектные значения рабочих температур,
• характеристики рабочей среды и условия ее взаимодействия с материалом конструкции,
• вероятный характер возможных повреждений.
В результате анализа условий эксплуатации устанавливают:
• соответствие оборудования его прямому назначению,
• соответствие рабочей среды, температуры и давления паспортным данным,
• возможность возникновения коррозионного растрескивания металла, его наводораживания, обезуглероживания, межкристаллической коррозии и других повреждений,
• характер изменения режимов эксплуатации (температуры, давления, концентрации компонентов и др.),
• определяют время и количество циклов взаимодействия.
В результате анализа планово-профилактических и ремонтных мероприятий получают:
• информацию об объеме и характере проведенных ремонтных работ и их причинах,
• уточнение физико-механических характеристик металла, его химического состава и структуры на участках, подвергнутых ремонту,
• оценку интенсивности развития дефектов. При анализе аварий обращают внимание на:
• места локализации очагов аварий,
• причины аварий (нарушение технологического режима, брак при изготовлении, монтаже, старение материала и т.п.),
• характер разрушения, физико-механические свойства и структуру материала в очаге разрушения,
• изменение геометрических параметров,
• объем и характер ремонтно-восстановительных работ. На основании анализа технической документации:
• формулируются задачи обследования,
• составляется карта аппарата с указанием потенциально опасных участков,
• выбираются методы и аппаратура для обследования,
• выбираются методы обработки результатов обследования и порядок их представления,
• устанавливаются меры безопасности при диагностирования. Натурное обследование аппарата включает в себя:
• наружный и внутренний осмотр,
• неразрушающий контроль сварных соединений и потенциально опасных участков,
• толщинометрию несущих элементов конструкции,
• исследование фактической нагруженности основных несущих элементов,
• исследование физико-механических свойств, состава и структуры материалов,
• коррозионные свойства металла в конкретной рабочей среде,
• прочность и герметичность конструкции.
При визуальном выявлении дефектов путем наружного и
внутреннего осмотра внутренние защитные покрытия и футеровка подлежат обязательному удалению в местах нарушения их целостности, а также определенных специалистом, производящим диагностику. При осмотре поверхностей используют лупы, индикаторы с иглами для измерения глубины дефектов и измерительный инструмент для определения протяженности и площади дефекта, шаблоны для контроля деформации трубных элементов. Внутренняя поверхность аппарата, недоступная для осмотра, исследуется с помощью эндоскопа зондом из стекловолокна. При осмотре выявляют следующие дефекты:
• поверхностные трещины, расслоения, вмятины, гофры, раковины и другие дефекты в основном металле,
• поверхностные трещины, непровары, отслоения, свищи и другие несплошности в сварных швах,
• коррозионные повреждения,
• видимые деформации конструкционных элементов,
• видимые отслоения и отрывы плакирующего слоя, разрушение футеровки.
В случае обнаружения дефектов участки в зоне дефектов шириной 100-150 мм исследуют с помощью методов неразрушающего контроля. При этом используют:
• методы количественной металлографии непосредственно на объекте,
• метод полистирольных оттисков,
• косвенные методы, использующие зависимости физико-механических свойств материалов от уровня дефектности (твердость, магнитная восприимчивость и др.).
В отдельных случаях требуется вырезка образца из потенциально опасного участка для проведения исследований методами электронной микроскопии, малоугловой рентгенографии и др.
Неразрушающий контроль проводят:
• для обстоятельного исследования дефектов, обнаруженных визуально,
• для выявления дефектов в сварных соединениях и потенциально опасных участках,
• для обнаружения дефектов, не наблюдаемых визуально. Доля обследуемой поверхности и участки обследования зависят от категории опасности оборудования, определяются правилами безопасности, а при отсутствии рекомендаций назначаются лицом, проводящим диагностику.
Наибольшее применение для выявления дефектов нашли следующие методы неразрушающего контроля:
• ультразиуконая дефектоскопия (УЗД),
• радиографический контроль сварных соединений,
• капиллярный (цветной) и магнитопорошковый методы,
• ультразвуковая толщинометрия (УЗТ),
• акустико-эмиссионный контроль.
Метод контроля (или сочетание методов) выбирают таким образом, чтобы обеспечить максимальную степень выявления дефекта.