CC BY
49
Белов А.А.1, Иванов Ю.Д.2, Шестаков А.А.3, Царева С.Г.4, Черницов Н.С.5 ©
’ Эксперт ООО «Единый Технический Центр», Преподаватель АНО НТЦ «ТЕХНОПРОГРЕСС», Заместитель руководителя отдела экспертизы промышленной безопасности и лицензирования ЗАО «НИЦ «ТЕХНОПРОГРЕСС», 5инженер по обследованию зданий и сооружений ЗАО «НИЦ «ТЕХНОПРОГРЕСС»
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ЭКСПЕРТАМИ ТЕПЛОВОГО МЕТОДА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ПРИ ДИАГНОСТИКЕ ДЫМОВЫХ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ТРУБ
Аннотация
В данной статье авторы анализируют перспективы применения теплового метода неразрушающего контроля при проведении экспертизы промышленной безопасности, приводят примеры успешного проведения тепловизионной диагностики дымовых железобетонных труб.
Ключевые слова: экспертиза промышленной безопасности, дымовая железобетонная труба, тепловизионный метод неразрушающего контроля.
Keywords: expertise of industrial safety, ferro concrete chimney, thermal method of nondestructive testing.
Введение
Экспертиза промышленной безопасности (далее - ЭПБ) - это комплекс мероприятий, нацеленный на определение соответствия или несоответствия объекта экспертизы установленным требованиям по промышленной безопасности. Результатом экспертизы является заключение, подписанное экспертом, в котором определяется, соответствует ли объект тем или иным показателям. Заключение экспертизы должно содержать подробные, обоснованные выводы, и принятое по результатам окончательное решение.
Промышленная безопасность - это сфера, в которой строго установленные правила, нормы и требования являются обязательными, и всегда существует возможность определения соответствия или несоответствия объекта.
Эффективность проведения ЭПБ, достоверность и точность полученных результатов диагностирования зависит от профессионализма и компетентности экспертов, которая в свою очередь определяется квалификацией, знаниями и опытом в проведении работ. Эксперты в области промышленной безопасности должны быть компетентны в вопросах проведения: ЭПБ, обследования, паспортизации и мониторинга состояния зданий и сооружений; ЭПБ, технического освидетельствования, диагностирования и паспортизации технических устройств.
Цель данной статьи: рассказать об опыте применения теплового метода
неразрушающего контроля (далее - ТК) экспертами при проведении ЭПБ технических устройств, зданий и сооружений, применяемых на опасных производственный объектах.
ЭПБ опасных производственных объектов (далее - ОПО) проводится в случаях, установленных нормативно-техническими документами Ростехнадзора. В частности, ЭПБ дымовых труб проводится в соответствии с ПБ 03-445-02 «Правила безопасности при эксплуатации дымовых и вентиляционных промышленных труб».
Согласно данным правилам, дымовая труба — вертикально расположенное трубное устройство для отвода продуктов сгорания в атмосферу. Принцип действия дымовой трубы основан на эффекте тяги, который обеспечивает перемещение массы газа в направлении от входного к выпускному отверстию трубы. Трубы могут иметь круглое, овальное или
© Белов А.А., Иванов Ю.Д., Шестаков А.А., Царева С.Г., Черницов Н.С., 2015 г.
многоугольное сечение и изготавливаются из негорючих материалов — природного камня, кирпича, керамики, асбоцемента, металла или бетона. Высота промышленных труб может достигать нескольких сотен метров.
Продуктами сгорания топлива в топливнике являются газы. Вместе с газами через трубу удаляются дым, сажа, пепел и копоть, которые, при неправильном формировании внутренней поверхности дымохода, могут оседать на его стенках, затрудняя в дальнейшем прохождение газов.
В зависимости от используемых материалов и конструктивных особенностей, дымовые трубы подразделяются на:
1. кирпичные, с футеровкой из глиняного кирпича, огнеупорных или кислотоупорных изделий;
2. монолитные железобетонные, с прижимной футеровкой из глиняного кирпича и кислотоупорных изделий, с футеровкой и вентилируемым зазором, с внутренним стволом или несколькими внутренними стволами;
3. сборные железобетонные, с футеровкой или без нее;
4. металлические, свободностоящие или на растяжках, футерованные или с внутренними стволами [1, 25-33].
Дымовые трубы, с одной стороны, находятся под непрерывным воздействием внешних природных факторов, с другой стороны - под непрерывным воздействием на внутренние поверхности высокотемпературных агрессивных газовых потоков, которые снижают характеристики строительных материалов. Все эти факторы снижают расчетный срок службы дымовой трубы.
Надежность и долговечность дымовых труб определяется температурным состоянием поверхности футеровки и ствола, а также составом отводимых газов. Перевод котлов на непроектные виды топлива или отклонение их режимов работы от проектных значений должны сопровождаться соответствующими расчетами для создания условий, обеспечивающих надежную эксплуатацию дымовых труб.
С целью определения технического состояния эксплуатируемых дымовых труб, прогнозирования периода безотказной работы до следующей проверки, определения объема и места проведения ремонта, оценки качества ремонтных работ проводится ТК [2, 14].
ТК основан на фиксации и преобразовании инфракрасного излучения в видимый спектр. Этот метод применяется во всех отраслях промышленности, где по неоднородности теплового поля можно судить о техническом состоянии контролируемых объектов.
Повышенная температура поверхности может быть следствием наличия дефектов или разрушения футеровки, повышенной газопроницаемости футеровки или наличия трещин и щелей, через которые дымовые газы попадают в зазор, а также эксфильтрации дымовых газов через сквозные отверстия, трещины или швы.
Пониженная температура наружной поверхности железобетонного ствола характерна для участков с отслоением внешнего слоя бетона, участков с повышенной газопроницаемостью несущего ствола при наличии инфильтрации атмосферного воздуха (присос воздуха через трещины, сквозные отверстия или дефектные швы), а также для участков, увлажненных выходящим на поверхность конденсатом.
Тепловизор — прибор, фиксирующий уровень теплового излучения и преобразующий сигналы излучения в графическое изображение. Прибор визуализирует тепловое поле наружной поверхности ствола дымовой трубы и формирует термограммы. Термограммы снабжаются цветовой шкалой, которая устанавливает соответствие цвета в термограмме температуре на поверхности ствола дымовой трубы. При этом учитываются условия съемки: дистанция до трубы, коэффициент излучения поверхности, температура и влажность воздуха, температура окружающего фона. Термограммы обрабатываются на компьютере с помощью специализированного программного обеспечения.
Тепловизионное обследование позволяет определить местные температурные аномалии на поверхности ствола трубы с помощью инфракрасной техники [3, 78], при
которой проявляются некачественные швы бетонирования, трещины несущего ствола, понижение сопротивления газопроницаемости материала, зоны разрушения ствола или футеровки, нарушение или отсутствие теплоизоляции и т.п. [4, 55-71].
Не является признаком наличия нарушений пониженная температура по периметру ствола на отметках, соответствующих расположению консолей, так как в этих местах конструкция ствола имеет утолщение и более высокое термическое сопротивление.
Также не является признаком наличия нарушений различие средней температуры ствола при съемке с разных направлений, так как эта неравномерность вызвана обдувом ствола ветром.
Экспертами уже несколько лет успешно проводится тепловой неразрушающий контроль ОПО, в том числе железобетонных дымовых труб. Для оценки удобства применения ТК далее приводятся некоторые результаты, полученные в ходе проведения ЭПБ дымовых труб (см.Таблица 1).
Таблица 1
Термограммы и фото дымовых труб
Фото объекта контроля
п/п
Результаты съёмки тепловизором Testo 875-1
Измеряемые Темп.
Точка 23,5
Точка 23,5
Измеряемые
Тем
Точка
Точка
21.7 22,9
23.7
Точка
Измеряемые Темп.
Точка измерения 1 27,6
Точка измерения 2 30,8
Измеряемые
Точка измерения 1
Точка измерения 2
Темп
30
26,1
Л0 1 т.ъ
*ох
Измеряемые Тем
Точке измерения 1 15,3
Точка измерения 2
Изменяемые Темп.
Точка измерения 1 16,9
По полученным результатам тепловизионной съемки экспертами сделаны следующие выводы: на участке № 1 дефектов и повреждений не выявлено, на участках № 2, 3, 4 имеются повреждения футеровки, на участке № 5 обнаружено нарушение герметичности сопряжения газохода и ствола дымовой трубы, на участках № 6, 7 установлены нарушения герметичности сопряжения газохода.
Очевидно, что проведение ЭПБ дымовых труб с применением ТК эффективнее и достовернее, чем с использованием других методов неразрушающего контроля. Эффективность достигается за счет снижения трудозатрат эксперта, наглядности, безопасности и оперативности контроля.
Также, преимуществом ТК перед другими методами НК является то, что обследование выполняется в процессе эксплуатации, без отключения оборудования.
Кроме того, своевременное проведение ТК делает возможным выявление дефектов и прогнозирование их развития на ранней стадии.
Таким образом, неоспоримо, что тепловизионная диагностика является важной и неотъемлемой частью проведения ЭПБ дымовых труб ТЭС, ТЭЦ, заводов и промышленных предприятий. Авторы статьи рекомендуют уделять особое внимание проведению тепловизионных обследований ОПО и постоянно повышать свою квалификацию для качественной оценки полученных результатов.
Литература
1. А.М. Ельшин, М.Н. Ижорин, В.С. Жолудов, Е.Г. Овчаренко; Под редакцией С.В. Сатьянова. // Дымовые трубы - М.: Стройиздат, 2001. - 296 с.
2. Вавилов В.П. // Тепловые методы неразрушающего контроля (справ.). - М., Машиностроение, 1991. — 250 с.
3. Героев А.Е. Тепловизионный контроль дымовых труб. Ростовский государственный строительный университет. // НАУКОВЕДЕНИЕ, № 3 - 2013.
4. Vavilov V., Burleigh D. Heat Transfer.-In: «Nondestructive Testing Handbook: Infrared and Thermal Testing», Vol. 3. ed. by X. Maldague, ASNT, USA, 2001, pp. 53-76.
5. Вавилов В.П. Тепловые методы неразрушающего контроля (справ.). // М., Машиностроение, 1991. — 250 с.
