CC BY
23Диагностирование технологического оборудования
с помощью метода акустической эмиссии Калинин П. В.1, Дорофеев А. Е.2, Горностаев С. И.3
1Калинин Павел Владимирович /Kalinin Pavel Vladimirovich - руководитель экспертного
центра, начальник отдела;
2Дорофеев Алексей Евгеньевич /Dorofeev Aleksej Evgen'evich - инженер-эксперт;
3Горностаев Сергей Иванович / Gornostaev Sergej Ivanovich - инженер-эксперт, отдел технической экспертизы и неразрушающего контроля, ЗАО «Промсервис», г. Димитровград
Аннотация: указаны преимущества и особенности диагностирования технологического оборудования с помощью метода акустической эмиссии. Ключевые слова: критерии надежности, метод акустической эмиссии.
В настоящее время большое количество оборудования эксплуатируется с учетом принципа работы до отказа, другими словами, устранять неисправности и повреждения будут лишь после их обнаружения. В связи с этим критерий надежности функционирования оборудования оценивается через интенсивность отказов, число которых будет постепенно увеличиваться по мере того, как возрастает срок его эксплуатации. В конечном итоге затраты на ремонтно-восстановительные работы начнут превышать прибыль от эксплуатации, следовательно, дальнейшая эксплуатация не рентабельна. Необходимо подчеркнуть, что подобная эксплуатация до отказа становится эффективной лишь в пределах гарантированного срока службы, однако за его пределами, из-за естественного старения оборудования и возрастания потока отказов необходимо использовать иные методы обеспечения эксплуатационной надежности [1].
Например, хорошей альтернативой является известный метод эксплуатации по техническому состоянию. Смысл подобного метода эксплуатации состоит в том, что решение о продолжении эксплуатации принимается на основе анализа данных, полученных при комплексном техническом диагностировании, с целью прогнозирования срока дальнейшей безопасной эксплуатации оборудования, с учетом динамики развития обнаруженных дефектов. Этот принцип эксплуатации может обеспечить увеличение в среднем в 1,5...2,0 раза продолжительности эксплуатации оборудования за счет:
• своевременного обнаружения дефектов, что позволяет сократить затраты на восстановление работоспособности объекта;
• рационального распределения затрат на обслуживание и предупредительный ремонт в течение всего периода эксплуатации.
Комплексное техническое диагностирование, основанное на применении новейших методик и средств контроля, направлено на своевременное обнаружение дефектов на ранней стадии их развития.
Одним из современных эффективных методов неразрушающего контроля является метод акустической эмиссии (АЭ). Метод акустической эмиссии основан на регистрации и анализе акустических волн, возникающих в процессе пластической деформации и развития дефектов в металле конструкции.
Это позволяет формировать адекватную систему классификации дефектов и критерии оценки состояния объекта, основанные на реальном влиянии дефекта на объект. Другим источником АЭ-контроля является истечение рабочего тела (жидкости или газа) через сквозные отверстия в контролируемом объекте.
Характерными особенностями метода АЭ контроля, определяющими его возможности и область применения, являются следующие:
• метод АЭ-контроля обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся дефектов, что позволяет классифицировать дефекты не по размерам, а по степени их опасности;
• метод АЭ-контроля обладает весьма высокой чувствительностью к растущим дефектам - позволяет выявить в рабочих условиях приращение трещины порядка долей мм. Предельная чувствительность акустико-эмиссионной аппаратуры по теоретическим оценкам составляет порядка 1*10-6 мм2, что соответствует выявлению скачка трещины протяженностью 1 мкм на величину 1 мкм;
• свойство интегральности метода АЭ-контроля обеспечивает контроль всего объекта с использованием одного или нескольких преобразователей АЭ-контроля, неподвижно установленных на поверхности объекта;
• метод АЭ позволяет проводить контроль различных технологических процессов и процессов изменения свойств и состояния материалов;
• положение и ориентация объекта не влияет на выявляемость дефектов;
• метод АЭ имеет меньше ограничений, связанных со свойствами и структурой материалов;
• особенностью метода АЭ, ограничивающей его применение, является в ряде случаев трудность выделения сигналов АЭ из помех. Это объясняется тем, что сигналы АЭ являются шумоподобными, поскольку АЭ есть стохастический импульсный процесс. Поэтому, когда сигналы АЭ малы по амплитуде, выделение полезного сигнала из помех представляет собой сложную задачу.
При развитии дефекта, когда его размеры приближаются к критическому значению, амплитуда сигналов АЭ и темп их генерации резко увеличивается, что приводит к значительному возрастанию вероятности обнаружения такого источника АЭ.
Метод АЭ может быть использован для контроля объектов при их изготовлении, в процессе приемочных испытаний, при периодических технических обследованиях, в процессе эксплуатации.
Целью АЭ-контроля является обнаружение, определение координат и слежение (мониторинг) за источниками акустической эмиссии, связанными с несплошностями на поверхности или в объеме стенки объекта контроля, сварного соединения и изготовленных частей и компонентов. Все индикации, вызванные источниками АЭ, должны быть при наличии технической возможности оценены другими методами неразрушающего контроля. АЭ-метод может быть использован также для оценки скорости развития дефекта в целях заблаговременного прекращения испытаний и предотвращения разрушения изделия. Регистрация АЭ позволяет определить образование свищей, сквозных трещин, протечек в уплотнениях, заглушках и фланцевых соединениях.
В заключение хотелось бы отметить, что метод АЭ имеет ряд неоспоримых преимуществ перед другими методами неразрушающего контроля (НК):
- позволяет выявлять наиболее опасные - развивающиеся дефекты, например, такие, как трещины, и обнаруживать их на ранней стадии;
- обладает свойством интегральности, т. е. одновременно может контролироваться весь объект полностью или, например, участок трубопровода длиной до 2000 м;
- объект может контролироваться без вывода из эксплуатации на рабочих режимах;
- позволяет обнаруживать дефекты в местах конструкции, принципиально недоступных для доступа другими методами неразрушающего контроля;
- положение и ориентация дефекта не влияют на выявляемость дефектов и т. д.
Литература
1. Власов В. С., Огурцов С. А., Маскательников А. Б., Шапорев В. А. Применение метода акустической эмиссии при диагностировании технологического оборудования // Новые методы и технологии. № 2. 2011 г. - С. 60-66.
Современные решения по обеспечению промышленной
безопасности резервуарных парков
нефтедобывающих производств РФ 1 2 Лебединцев В. В. , Любимов А. Н.
1Лебединцев Виктор Викторович /Lebedincev Viktor Viktorovich - эксперт по промышленной
безопасности;
2Любимов Алексей Николаевич /Ljubimov Aleksej Nikolaevich - эксперт по промышленной
безопасности,
ООО «Югорское отделение экспертизы», г. Нижневартовск
Аннотация: резервуарные парки являются одними из основных технологических сооружений нефтедобывающих производств. Их основной функцией является прием, накопление разных видов нефтепродуктов с целью приготовления товарной продукции и дальнейшей ее транспортировке на объекты нефтепереработки. В статье проанализированы проблемные моменты функционирования данных технических сооружения и предложены современные технические решения, обладающие необходимой эффективностью для повышения уровня их промышленной безопасности.
Ключевые слова: промышленная безопасность, риск, резервуарный парк, нефтепереработка, аварии.
Резервуарные парки для хранения нефти и нефтепродуктов являются важными технологическими сооружениями в цепочке сбора и подготовки нефти.
В России на сегодняшний день общее число резервуаров составляет более 50 000 шт., при этом 25 % от их общего количества приходится на опасные производственные объекты.
Согласно [1], все вертикальные резервуары подразделяются на три класса по степени опасности, в зависимости от сочетаний объема, места расположения и режима эксплуатации:
- класс 1 - особо опасные резервуары: резервуары объемом 10 000 м3 и более);
- класс 2 - резервуары повышенной опасности (резервуары объемом от 5000 до 10 000 м3);
- класс 3 - опасные резервуары: объемом от 100 до 5000 м3, не попадающие под классы 1 и 2.
Исходя из того, что резервуары для нефти и нефтепродуктов являются весьма капитало- и ресурсозатратными, требующими достаточно много времени для изготовления, монтажа и ремонта, поиск современных решений по обеспечению приемлемого уровня промышленной безопасности, регламентированной нормами ФЗ-116 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» является актуальной научно-практической задачей.
Для выработки адекватных эффективных решений в области обеспечения безопасности резервуарного парка, предназначенного для хранения нефтепродуктов, необходимо проанализировать проблемы, имеющиеся в данной сфере.
