Научная статья на тему 'Применение неразрушающего акустического мониторинга для обеспечения безопасной эксплуатации промышленных объектов'

Применение неразрушающего акустического мониторинга для обеспечения безопасной эксплуатации промышленных объектов Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
84
57
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Применение неразрушающего акустического мониторинга для обеспечения безопасной эксплуатации промышленных объектов»

Список использованной литературы

1. Федеральная целевая программа «Повышение безопасности дорожного движения в 2006-2012 годах».

2. Федеральная целевая программа «Повышение безопасности дорожного движения в 2013-2020 годах».

3. Отчет о работе: «Информационно-методическое сопровождение деятельности Центра мониторинга ликвидации последствий дорожно-транспортных происшествий МЧС России». М.: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ). - 2014.

4. http://abdtp.ru/. Ресурс Федеральной государственной информационной системы «Информационно-аналитическая система в области ликвидации последствий дорожно-транспортных происшествий». - ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ) «Центр мониторинга ликвидации последствий ДТП».

ПРИМЕНЕНИЕ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО АКУСТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

А.Г. Белых, Л.А. Кукарских, к.ф-м.н.

ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина, г. Воронеж

Акустическая Эмиссия (АЭ) - процесс возникновения упругих волн в результате выброса энергии из локальных источников в структуре материала [1]. Основными источниками эмиссии в металлах являются движения дислокаций, сопровождающие пластическую деформацию или возникновение и рост трещин в структуре под напряжением.

Метод акустико-эмиссионного контроля основан на регистрации и последующей обработке акустических сигналов и реализуется в процессе активного нагружения контролируемого объекта. Для проведения АЭ диагностики к объекту контроля должны быть приложены статические или динамические нагрузки повышением давления при гидравлических или пневматических испытаниях, либо должны быть созданы напряжения механическим нагружением объекта.

Аппаратура должна обеспечить акустический охват всего объекта контроля, накопление данных в течение испытаний, а так же анализ данных в режиме реального времени. Современная АЭ аппаратура, построенная с применением цифровой обработки сигнала в режиме реального времени, позволяет выделять АЭ сигнал из шумовой помехи, определять координаты источников, классифицировать обнаруженные источники, и сохранять результат для дальнейшей обработки [2].

Учитывая перспективы использования АЭ для повышения надежности работы технологического оборудования, и желая увеличить объемы и

оперативность использования АЭ, авторами рекомендуется принять решение о создании собственных групп акусто-эмиссионного контроля для сопровождения проведения гидроиспытаний и пневмоиспытаний сосудов давления, работающих в наиболее жестких эксплуатационных условиях и тем самым повысить эффективность применения традиционных методов дефектоскопии. Российские правила контроля разрешают проводить пневмоиспытания сосудов вместо гидроиспытаний только при условии использования АЭ для обеспечения безопасности контроля.

Чтобы подтвердить тезис об эффективности использования АЭ для диагностики оборудования нефтеперерабатывающего завода приведем реальный пример обнаружения дефектов на заводе «Киришинефтеоргсинтез». В этом примере вероятность обнаружить дефекты без применения АЭ, используя только традиционные методы контроля, была очень мала. Результаты получены с использованием системы AMSY4.

Объект контроля - вертикальный сосуд, расположенный в одном корпусе с другим сосудом. Сосуды разделены плоской сплошной перегородкой (рис. 1). АЭ контроль сопровождал гидроиспытания верхнего сосуда. Материал -углеродистая сталь с плакировкой, толщина стенки - 16 мм.

В результате эксплуатационных нагрузок в нескольких точках по периметру перегородки произошла ее перфорация: в сварном шве между корпусом и пергородкой появились сквозные трещины. Эти трещины раскрывались только в результате воздействия внутреннего давления и поэтому не были обнаружены традиционными методами контроля во время остановки сосуда. Применение АЭ во время гидроиспытаний сосуда позволило выявить данные дефекты, однако, визуально - с внешней стороны корпуса - утечки отсутствовали, кроме того, предварительный контроль другими методами сварных соединений перегородки и корпуса дефектов не обнаружил.

Рис. 1. Схема объекта контроля (два вертикальных сосуда, разделенных перегородкой)

Датчик № 3 был расположен возле перегородки (рис. 1) и регистрировал периодические утечки через сквозные трещины соединительного шва.

Рис. 2. Примеры сигналов, зарегистрированы от утечки (Chan. 3) и от коррозионного

растрескивания (Chan. 4)

Главное преимущество АЭ контроля - он не требует доступа ко всей области экспертизы. Таким образом, стоимость испытания - значительно меньше, чем обычными методами контроля. Обнаруженные области источников АЭ могут быть обследованы, используя обычные методы.

Фактическое АЭ испытание требует наименьшее время контроля. Использование АЭ контроля дает значительное сокращение затрат на простой оборудования при его контроле. В некоторых случаях обследование оборудования можно проводить, не выводя его из эксплуатации, регистрируя АЭ сигналы в процессе работы объектов контроля [2]. Результаты контроля записываются и используются для текущего анализа состояния объекта. При резком изменении параметров АЭ, система немедленно переходит к запрограммированным действиям. Результаты мониторинга сохраняются и могут быть использованы для накопления статистических данных. Если используется больше чем один датчик, то может быть определено расположение АЭ источника, и таким образом найдена дефектная область. Определение местоположения источника АЭ базируется на принципах распространения волны в пределах материалов. Оно может быть найдено по разности времени прихода сигнала на каждый датчик.

Таким образом, используя акустический мониторинг особо опасных объектов нефтеперерабатывающей промышленности - резервуаров и сосудов, находящихся под давлением, можно предотвратить серьезную аварию и обеспечить их безопасную техническую эксплуатацию.

Список использованной литературы

1. Попов Л.И. «Лабораторные испытания строительных материалов и изделий» - М.: Высш. шк., 1984. - С. 121-123.

2. Семашко Н.А., Шпорт В.И. «Акустическая эмиссия в

экспериментальном материаловедении» - М.: Машиностроение, 2002. - С. 32-36.

МЕЖДУНАРОДНАЯ ПРАКТИКА ГОСУДАРСТВЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Т.А. Бобровская, главный специалист, адъюнкт, Главное управление МЧС России по Камчатскому краю,

г. Петропавловск-Камчатский

В европейских странах в 1982 году введена Европейская директива по опасности возникновения крупных аварий в некоторых отраслях промышленности. На основе проведенного анализа сложившейся ситуации в мировой промышленности в 1992 году была принята Конвенция ООН «О трансграничном воздействии промышленных аварий» устанавливающая требования по разработке и принятию юридических, технико-экономических и организационных мер, направленных на снижение риска возникновения аварий при проектировании и эксплуатации опасного производственного объекта (ОПО).

В США регулирование в области обращения и использования опасных веществ регламентируется федеральным законодательством и законодательством штата. Департаментами природных ресурсов и окружающей среды осуществляется выдача разрешений на несколько десятков различных видов производств и операций, в том числе: эксплуатация пунктов сбора нефти, наземных резервуары веществ с температурой вспышки менее 200 градусов по Фаренгейту, резервуаров природного газа, резервуары ШФЛУ, подземные резервуары нефтепродуктов и опасных веществ, и даже химчисток. Осуществляется выдача разрешений на нефтяное и газовое бурение, вторичную переработку и хранение углеводородов, разрешений на запуск и остановку нефтяных и газовых скважин, на углубление нефтяных и газовых скважин, разрешения на размещение вредных отходов. Для персонала производственных объектов предусматривается обязательная сертификация операторов подземных хранилищ опасных веществ, а также персонала производств, наносящих вред окружающей среде [4].

Также в США предусмотрена выдача разрешений на перевозку опасных веществ и предусмотрена обязательная сертификация сварщиков. В Австралии функционирует система лицензирования опасных производств. В Канаде осуществляется лицензирование и выдача разрешений на нефтяное и газовое бурение и производство. Выдаются разрешения на выбросы и перевозку опасных веществ. В Европе действует система разрешений на бурение и размещение новых опасных производств. В Великобритании выдаются разрешения на операции с опасными отходами, а также выдаются разрешения на некоторые виды деятельность связанные с обработкой металлов, химических производств и др. В Европе широко развита система декларирования безопасности производств -представление специального документа - SAFETY REPORT (Великобритания, Нидерланды).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.