CC BY
48
УДК 624.953: 331.86.056
ПРАКТИКА ПРОВЕДЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ С УЧАСТИЕМ СТУДЕНТОВ
А.И. Лукьяница, В.И. Клочков, Р.В. Аникеенко
Рассмотрена практика проведения промышленной экспертизы шаровых хранилищ жидкого аммиака с обучением студентов технике диагностирования различными методами.
Ключевые слова: шаровые резервуары, дефекты, сварные швы, лепестки, остаточный ресурс.
Проектирование, изготовление и эксплуатация оборудования для химических производств невозможно без обученного и квалифицированного персонала. Государство контролирует требования к квалификации специалистов, издавая законы, директивы и формулирует требования к проектированию, конструированию, изготовлению, материалам, расчетам на прочность, испытаниям, контролю безопасности при эксплуатации. Введение в действие основных нормативных документов, их функционирование требуют постоянного обучения и повышения квалификации пользователей, в том числе и студентов ВТУЗов.
К сожалению, учебные планы для студентов специальности «Машины и аппараты химических производств» не предусматривают подготовки специалистов, владеющих навыками технического диагностирования, знаниями нормативно-правовых документов, необходимых для экспертизы и сертификации промышленного оборудования. Задача обеспечения безопасной эксплуатации оборудования опасных химических, нефтехимических и других производств усложняется тем, что часть оборудования выработала нормативный срой службы и нуждается в обследовании и прогнозировании остаточного ресурса.
Для хотя бы частичного решения этих проблем в Новомосковском филиале РХТУ им. Д. И. Менделеева на кафедре «Оборудование химических производств» в дисциплинах «Ремонт машин и аппаратов химических производств» в спецкурсах вводятся лекции по диагностированию оборудования, написан ряд учебно-методических пособий по диагностике сосудов, проводятся лабораторные работы. Во время производственной и преддипломной практик студенты, если появляется возможность, наблюдают и участвуют в диагностике, знакомятся с заключениями экспертизы по промышленной безопасности обследуемых объектов.
В качестве иллюстрации к сказанному рассмотрим результаты технической диагностики шарового хранилища жидкого аммиака, установленного на складе для хранения жидкого аммиака ООО «Еврохим».
Хранилище (рисунок) предназначено для буферного хранения жидкого аммиака.
Шаровое хранилище жидкого аммиака
Сферическая оболочка резервуара сварена из 24 лепестков, снизу и сверху приваренных к верхним и нижним сферическим днищам. Сферическая оболочка опирается на 12 трубчатых опор. Резервуар оснащен штуцерами для входа и выхода жидкого аммиака, а также люками. Изготовлено хранилище на ПО «Уралхиммаш» г. Свердловска в апреле 1979 года. В эксплуатацию хранилище введено в 1982 году. Рабочее давление в сосуде
0,6 МПа, расчетное давление 0,7 МПА, расчетная температура стенки
О О
100 С, минимальная допустимая температура стенки минус 50 С. Сосуд покрыт теплоизоляцией из пенопласта с жестяной окожушкой. Объем хранилища 2000 м . Согласно ПБ 03-576-03 группа сосуда - 1.
Все лепестки сферической оболочки изготовлены методом вальцовки из листового проката толщиной 20 мм, материал лепестков - сталь 09Г2С ГОСТ 5520. Из этой марки стали изготовлены нижнее и верхнее сферические днища наружным диаметром 4400 мм. Все люки, лазы и штуцера размещены в днищах.
Все элементы сферической оболочки на заводе-изготовителе сваривались автоматической сваркой под слоем флюса и ручной дуговой электродами типа Э42А (УОНИ 13/55) и подвергались ультразвуковой дефектоскопии в объеме 100 %. Были проведены механические испытания образцов сварных соединений и металлографические исследования швов.
Хранилище было введено в эксплуатацию в марте 1982 года с разрешенным рабочим давлением 0,16 МПа.
Сферическая оболочка резервуара опирается на 12 трубчатых опор диаметром 426х14, высотой 11000 мм из стали 20 ГОСТ 8731, жестко скрепленных между собой связями из прутка диаметром 40 мм, сталь 20 ГОСТ 1050. Системы опор разработаны для эксплуатации в районах с сейсмичностью не более 6 баллов.
По окончанию монтажных работ произведен внутренний осмотр и проведено гидравлическое испытание оболочки резервуара пробным давлением 0,9 МПа, после чего резервуар был окрашен и покрыт теплоизоляцией.
Изучение эксплуатационной документации с момента введения хранилища в эксплуатацию (март 1982 г.) показало, что хранилище периодически подвергалось техническим освидетельствованиям органами надзора в соответствии с требованиями «Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением».
В октябре 1989 г. была запрещена эксплуатация хранилища в связи с истечением гарантированного срока эксплуатации (12 лет).
В декабре 1991 г. хранилище было введено вновь в эксплуатацию на основании оценки технического состояния и ресурса безопасной эксплуатации, выполненного ЦНИИПСК им. Мельникова (Москва). По результатам обследования были выявлены дефекты коррозионного характера, проведена их механическая выборка с последующей заваркой.
В 1995 г. ЦНИИПСК им. Мельникова вновь было выполнено техническое диагностирование резервуара, по результатам которого были вновь устранены образовавшиеся коррозионные дефекты и продлен срок дальнейшей эксплуатации резервуара.
В декабре 1998 г. в связи с истечением продленного срока безопасной эксплуатации хранилища оно было остановлено на переосвидетельствование.
В 2001 г. ЗАО «ГИАП-ДИСТ» центр провел следующую экспертизу промышленной безопасности резервуара. Она включала в себя: визуальный измерительный контроль, ультразвуковую толщинометрию, измерение твердости, металлографические исследования, цветную магнитную и ультразвуковую дефектоскопию сварных швов - в объеме 100 %, в местах пересечения швов - в объеме 250 %. На участках, подвергшихся визуальному контролю, были выявлены недопустимые дефекты, подлежащие исправлению с применением сварки. Их ремонт был выполнен ремонтной
организацией. По окончании ремонта и ультразвуковой дефектоскопии отремонтированных участков было проведено гидравлическое испытание резервуара, срок его дальнейшей безопасной эксплуатации был продлен на четыре года с разрешенным давлением 0,6 МПа.
В 2005 г. ООО НИИ «Механик» (Москва) проводилась экспертиза промышленной безопасности шарового резервуара. При обследовании проводились: визуальный и измерительный контроль наружной и внут-
ренней поверхности резервуара, измерение твердости и определение механических свойств основного и наплавленного металла, ультразвуковая толщинометрия, акустико-эмиссионный контроль оболочки. Недопустимых дефектов обнаружено не было. По результатам экспертизы срок дальнейшей эксплуатации был продлен на 4 года.
В 2009 г. ОАО «Новомосковскремэнерго» (ОАО «НОРЭ») проводилась экспертиза промышленной безопасности шарового резервуара. В рамках обследования проводились: акустико-эмиссионный контроль, визуально-измерительный контроль наружных и внутренних сварных соединений, геодезические измерения, цветной и ультразвуковой дефектоскопический контроль сварных соединений, измерение твердости основного и наплавленного металла, ультразвуковая толщинометрия, расчет на прочность. В ходе обследования были выявлены дефекты сварных швов, которые были устранены. Срок эксплуатации был продлен на 4 года до мая 2013 г.
В мае 2013 г. ОАО «НОРЭ» проводились: визуальный и измерительный контроль наружной и внутренней поверхности резервуара, ультразвуковой и цветной дефектоскопический контроль сварных швов, ультразвуковая толщинометрия, геодезичские измерения, расчеты на прочность, АЭ-контроль.
Были обнаружены дефекты наплавленного металла стыковых швов на внутренней поверхности коррозионного происхождения глубиной 30 мм, длиной до 15 мм. Они были устранены вышлифовкой с плавным окружением краев. Поскольку остаточная толщина стенки в местах вы-шлифовки превышает расчетную, заварка мест вышлифовки не производилась.
Проводилось измерение относительной овальности и экваториального сечения оболочки резервуара. Измерения выполнялись по контрольным рискам на внутренней поверхности оболочки. Измеренная величина относительной овальности составила 0,31 % (49,6 мм) при допустимой РБ 03 - 380 - 00 овальности, равной 0,5 % (80 мм).
По результатам цветной дефектоскопии, толщинометрии, замерам твердости фактические результаты соответствуют нормам.
Хранилище эксплуатируется 31 год. Изучение «Заключений экспертов», выполненное студентами в разные годы, позволило установить, что максимальная зафиксированная скорость коррозии внутренней стенки резервуара не превышает 0,03 мм/год. Более важным повреждающим факто-
ром является подрастание под действием коррозии имеющихся на наружной поверхности микродефектов сварных швов в местах пор либо неметаллических включений до недопустимых размеров и появление, таким образом, концентраторов напряжений и опасности возникновения трещин под воздействием изменяющейся нагрузки.
Учитывая сказанное при следующих экспертизах назначать величину остаточного ресурса с уточнением скорости коррозии.
Список литературы
1. Развитие методической базы и практики проведения экспертизы промышленной безопасности шаровых резервуаров и газгольдеров А.А. Шаталов [и др.] // Безопасность труда в промышленности. 2001. № 12. 12 с.
Лукьяница Александр Иванович, канд. техн. наук, доцент,
k_ohp@,dialog.nirhtu.ru, Россия, Новомосковск, НИ (ф) РХТУ им. Д.И. Менделеева,
Клочков Валерий Иванович, канд. техн. наук, доцент, k ohpadialog. nirhtu. ru, Россия, Новомосковск, НИ (ф) РХТУ им. Д.И. Менделеева,
Аникеенко Роман Валерьевич, студент, k ohpadialog.nirhtu.ru, Россия, Новомосковск, НИ (ф) РХТУ им. Д. И. Менделеева
PRACTICE OF CARRYING OUT OF TECHNICAL DIAGNOSING WITH THE PARTICIPA TION OF THE STUDENTS
A.I.Lukyanitsa, V.I.Klochkov, R. V.Anikeenko
Practice of carrying out of industrial examination of ammonia spherical storages wiyh training of students in the equipment of diagnosing by various methods is considered.
Key words: spherical tanks, defects, welded seams, petals, residual resource.
Lukyanitsa Alexander Ivanovich, cand. tech. sci., the associate professor, Russia, Novomoskovsk, The Novomoskovsk’s Institute (subdivision) of the Mendeleyev Russian Chemical-Technological University,
Klochkov Valery Ivanovich, cand. tech. sci., the associate professor, Russia, Novomoskovsk, The Novomoskovsk’s Institute (subdivision) of the Mendeleyev Russian Chemical-Technological University,
Anikeenko Ruslan Valeryevich, a student, the associate professor, Russia, Novomoskovsk, The Novomoskovsk’s Institute (subdivision) of the Mendeleyev Russian Chemical-Technological University
