CC BY
40
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 2 (44) ■ Часть 2 яФевраль
Литература
1. Гидравлические потери на трение в водоводах электростанций / А.Д. Альтшуль, Ю.А. Войтинская, В.В. Казеннов, Э.Н. Полякова. М.: Энергоатомиздат, 1985. 104 с.
2. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992. 672 с.
3. Николаев А.Э., Сафонов А.А. Санация тепловых сетей методом цементирования // Новости теплоснабжения. 2011. №11 (135). С. 18 - 23.
4. О возможности применения новой технологии при ремонтах трубопроводов теплосетей / Файнштейн А.В., Мусиенко Л.В., Самсонова Л.В., Некрасова О.Г. // Журнал международного научного института Educatio. 2015. №6 (13) Часть 2. С. 12 - 14.
5. О методах НК, применяемых для диагностики трубопроводов тепловых сетей / Л.В. Поленова, Н.В. Черновец, Н.В. Иванов, Д.Е. Чуйко // В мире неразрушающего контроля. 2009. №4 (46). С. 25 - 28.
6. Помаскина Т.И. Перспективный метод // ЖКХ: технологии и оборудование. 2008. №12. С. 30 - 31.
References
1. Gidravlicheskie poteri na trenie v vodovodah jelektrostancij / A.D. Al'tshul', Ju.A. Vojtinskaja, V.V. Kazennov, Je.N. Poljakova. M.: Jenergoatomizdat, 1985. 104 s.
2. Idel'chik I.E. Spravochnik po gidravlicheskim soprotivlenijam. 3-e izd., pererab. i dop. M.: Mashinostroenie, 1992. 672 s.
3. Nikolaev A.Je., Safonov A.A. Sanacija teplovyh setej metodom cementirovanija // Novosti teplosnabzhenija. 2011. №11 (135). S. 18 - 23.
4. O vozmozhnosti primenenija novoj tehnologii pri remontah truboprovodov teplosetej / Fajnshtejn A.V., Musienko L.V., Samsonova L.V., Nekrasova O.G. // Zhumal mezhdunarodnogo nauchnogo instituta Educatio. 2015. №6 (13) Chast' 2. S. 12 - 14.
5. O metodah NK, primenjaemyh dlja diagnostiki truboprovodov teplovyh setej / L.V. Polenova, N.V. Chernovec, N.V. Ivanov, D.E. Chujko // V mire nerazrushajushhego kontrolja. 2009. №4 (46). S. 25 - 28.
6. Pomaskina T.I. Perspektivnyj metod // ZhKH: tehnologii i oborudovanie. 2008. №12. S. 30 - 31.
DOI: 10.18454/IRJ.2016.44.127
Савинцева Ю.И., Сенаторова Е.В., Смирнов А.И., Шабалин М.В., Хазиев Р.А.
Ведущие специалисты ЗАО НДЦ «Русская лаборатория», Санкт-Петербург О МЕТОДАХ ТЕХНИЧЕСКОГО ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РЕАКТОРОВ
Аннотация
В статье рассматривается метод оценки технического состояния промышленных реакторов. Приведена последовательность технического освидетельствования. Рассмотрен объем неразрушающего контроля. Даны ссылки на необходимую нормативную документацию.
Ключевые слова: промышленные реакторы, оценка технического состояния, неразрушающий контроль.
Savinceva Ju.I., Senatorova E.V., Smirnov A.I., Shabalin M.V., Haziev R.A.
Lead specialists of ZAO NDC NPF «Russkaja laboratorija», Saint-Petersburg ON THE METHODS OF LARGE-SCALE REACTORS INTEGRITY ESTIMATION
Abstract
In the present paper there was considered the method for large-scale reactors integrity estimation. There was given the sequence of their integrity estimation. The scope of the nondestructive testing was considered. There were given required regulatory documents references.
Keywords: large-scale reactors, integrity estimation, nondestructive testing.
Старение и постепенный вывод из эксплуатации являются неотъемлемыми факторами, сопровождающими р аботу производственного оборудования. В условиях значительной наработки последнего важную роль играют периодические технические освидетельствования во избежание аварий. Одним из видов промышленного оборудования, нуждающегося в периодических технических освидетельствованиях, являются промышленные реакторы.
Как правило, реактор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с двумя полусферическими днищами. Рассмотрим реактор с внутренним диаметром 2600 мм и общей высотой 6860 мм. На полусферических днищах предусмотрены штуцера и люки для входа и выхода среды. Вместимость аппарата - 27,6 м3. Цилиндрическая обечайка и днища изготовлены из легированной стали 12Х1МФ. Внутренняя поверхность реактора футерована торкрет-бетоном для защиты корпуса от воздействия высоких температур, коррозии и уменьшения теплопотерь. Снаружи аппарат закрыт предохранительным кожухом. Аппарат предназначен для гидроочистки дизельного топлива и бензина. Реактор эксплуатируется в статическом режиме, при котором колебания давления составляют не более 15% от номинального значения. Рабочие параметры реактора представлены в таблице 1.
45
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 2 (44) ■ Часть 2 яФевраль
Таблица 1 - Рабочие параметры реактора
Режим реакции Режим регенерации
Рабочие параметры Давление, МПа (кгс/см2) 5,65 (56,5) 1,5 (15,0)
Температура (среды), оС 425 550
Расчетные параметры Давление, МПа (кгс/см2) 6,5 (65,0)
Температура (стенки), оС обечайка, полусферические днища - 350 штуцеры - 400
Разрешенные параметры Давление, МПа (кгс/см2) 5,65 (56,5) 0,3 (3,0)
Температура (среды), оС 425 550
Температура (стенки), оС 200 200
Фактические параметры (по схеме включения) Давление, МПа (кгс/см2) 5,0 (50,0) 0,3 (3,0)
Температура (среды), оС 425 530
При оценке технического состояния реакторов опираются на перечень нормативной документации [4, 6, 8]. Оценка технического состояния проводится в несколько этапов.
На первом этапе в соответствии с требованиями [6] осуществляется анализ технической документации. Проверяется наличие и содержание следующих документов:
- паспорт реактора;
- чертеж реактора;
- схема включения реактора;
- расчет на прочность реактора.
На втором этапе осуществляется визуальный контроль аппарата в соответствии с [7, 8]. Контролируется:
- уровень намокания изоляции;
- геометрия корпуса, отсутствие недопустимых дефектов в виде вмятин, гофр, коррозии и т.д.;
- отсутствие механических повреждений;
- состояние фланцевых соединений и крепежа;
- отсутствие видимых дефектов сварных швов.
На третьем этапе осуществляется ультразвуковой контроль стенок аппарата и сварных швов в соответствии с [6, 8]. Выборочно осуществляется цветная дефектоскопия в зонах возможного образования микротрещин согласно [1]. В объем ультразвукового контроля входит:
1) Ультразвуковая толщинометрия:
- цилиндрической обечайки;
- верхнего и нижнего днища;
- люк-лазов;
- штуцеров и крышек штуцеров.
2) Ультразвуковой контроль мест пересечений сварных швов.
По результатам проведенных измерений проводятся поверочный расчет на рабочие параметры и расчет остаточного ресурса аппарата. Поверочный расчет на рабочие параметры осуществляется для всех элементов аппарата, на которых обнаружены следы коррозии основного металла. Методика поверочного расчета элементов реакторов приведена, например, в [3]. По результатам расчета определяются отбраковочные толщины элементов.
Расчёт остаточного ресурса выполняется в соответствии с требованиями [4]. Расчёт проводится для конструктивных элементов, у которых в процессе эксплуатации зафиксировано снижение толщины стенок по сравнению с данными паспорта.
Наконец, на последнем этапе проводятся пневмоиспытания реактора в соответствии с [5]. При этом одновременно осуществляется акустико-эмиссионный контроль с целью поиска развивающихся под нагрузкой дефектов. Завершающий этап осуществляется с учетом требований [2].
В заключение стоит отметить, что в настоящей работе рассмотрены основные этапы технического освидетельствования промышленных реакторов, показан оптимальный объем и продолжительность этих этапов, приведены необходимые ссылки на нормативную документацию.
Литература
1. ГОСТ 18442-80 «Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования».
2. ГОСТ 20415-82 «Контроль неразрушающий. Методы акустические. Общие положения».
3. ГОСТ Р 52857.2 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек».
4. ДиОР-05 «Методика диагностирования технического состояния и определения остаточного ресурса технологического оборудования нефтеперерабатывающих, нефтехимических производств».
5. ПБ 03-584-03 «Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных».
6. РД 03-421-01 «Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов».
7. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».
46
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 2 (44) ■ Часть 2 яФевраль
8. СТО СА-03-004-2009 «Трубчатые печи, резервуары, сосуды и аппараты нефтеперерабатывающих и
нефтехимических производств. Требования к техническому надзору, ревизии и отбраковке».
References
1. GOST 18442-80 «Kontrol' nerazrushajushhij. Kapilljarnye metody. Obshhie trebovanija».
2. GOST 20415-82 «Kontrol' nerazrushajushhij. Metody akusticheskie. Obshhie polozhenija».
3. GOST R 52857.2 «Sosudy i apparaty. Normy i metody rascheta na prochnost'. Raschet cilindricheskih i konicheskih obechaek, vypuklyh i ploskih dnishh i kryshek».
4. DiOR-05 «Metodika diagnostirovanija tehnicheskogo sostojanija i opredelenija ostatochnogo resursa tehnologicheskogo oborudovanija neftepererabatyvajushhih, neftehimicheskih proizvodstv».
5. PB 03-584-03 «Pravila proektirovanija, izgotovlenija i priemki sosudov i apparatov stal'nyh svarnyh».
6. RD 03-421-01 «Metodicheskie ukazanija po provedeniju diagnostirovanija tehnicheskogo sostojanija i opredeleniju ostatochnogo sroka sluzhby sosudov i apparatov».
7. RD 03-606-03 «Instrukcija po vizual'nomu i izmeritel'nomu kontrolju».
8. STO SA-03-004-2009 «Trubchatye pechi, rezervuary, sosudy i apparaty neftepererabatyvajushhih i neftehimicheskih proizvodstv. Trebovanija k tehnicheskomu nadzoru, revizii i otbrakovke».
DOI: 10.18454/IRJ.2016.44.112
Савинцева Ю.И., Сенаторова Е.В., Смирнов А.И., Шабалин М.В., Хазиев Р.А. Ведущие специалисты ЗАО НДЦ «Русская лаборатория», Санкт-Петербург ОПЫТ СОВМЕСТНОГО ПРИМЕНЕНИЯ МЕХАНИКИ РАЗРУШЕНИЯ И НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ
Аннотация
В статье рассматривается использование результатов неразрушающего контроля баллона высокого давления для построения конечно-элементной модели. Сформулированы требования к расчетной модели для получения физичных результатов. Проведена апробация разработанной модели в рамках натурных измерений.
Ключевые слова: неразрушающий контроль, механика разрушения, напряженно-деформированное состояние.
Savinceva Ju.I., Senatorova E.V., Smirnov A.I., Shabalin M.V., Haziev R.A.
Lead specialists of ZAO NDC NPF «Russkaja laboratorija», Saint-Petersburg EXPERIENCE IN JOINT APPLICATION OF THE FRACTURE MECHANICS AND NONDESTRUCTIVE TESTING
Abstract
In the present paper there was considered usage of the nondestructive testing results of the high pressure vessel for creation of the finite element model. The main requirements for the adequate physical model were formulated. There were provided testing and calibration of the model in full-scale conditions.
Keywords: nondestructive testing, fracture mechanics, strain-stress state.
Внедрение механики разрушения в практику обоснования работоспособности и долговечности конструкций сдерживается трудностями, возникающими при интеграции данных неразрушающего контроля технологических и эксплуатационных повреждений (несплошностей). Современные информационные технологии позволяют смоделировать и рассчитать практически любые повреждения технических устройств в независимости от их сложности. Основная проблема заключается в том, что расчетчики требуют от специалистов, занимающихся методами неразрушающего контроля, такого набора исходных данных, которого последние просто не в состоянии обеспечить. В результате, решение о допуске в эксплуатацию или ремонте технических устройств принимаются не на основании расчетов на прочность, а из опыта эксплуатации или в соответствии с технологической документацией. Это приводит к неоправданному завышению объема ремонтных работ и часто не повышает прочность конструкции, а, наоборот, снижает её.
Выходом из сложившейся ситуации видится применение консервативных расчетных схем по результатам неразрушающего контроля при минимуме исходных данных. Под консервативностью следует понимать гарантированное незавышение расчетных величин предельной нагрузки, критических размеров несплошностей, числа циклов нагружения до разрушения по отношению к истинным.
Одна из таких консервативных расчетных схем была применена в 2009 году сотрудниками ЗАО НДЦ «Русская лаборатория» при проведении экспертизы промышленной безопасности баллонов высокого давления (расчетное давление - 20 МПа) гидравлических систем прокатного стана. Баллоны объемом 9300 л внутренним диаметром 1290 мм с толщиной стенки 100 мм были изготовлены из листовой стали марки 16ГС и предназначались для поддержания постоянного уровня масла в гидравлической системе.
Проведённая ультразвуковая толщинометрия одного из баллонов выявила в нижней части корпуса значительные отличия фактических значений толщины стенки от её паспортных значений. По результатам толщинометрии было принято решение об увеличении объема контроля - проведение дополнительного контроля основного металла по 1 -ому классу сплошности в соответствии с [1 - 3]. Для этого на основании полученных ранее результатов была локализована и подготовлена для контроля зона основного металла размером 1,5 х 1,5 м.
В процессе проведения дополнительного контроля подготовленной зоны были обнаружены скопления несплошностей условной площадью менее 10 см2 каждая, расположенные в нескольких плоскостях по толщине листа на глубинах 26..37 мм и 54..70 мм по всей контролируемой зоне. Расстояния между их условными границами были
47
