7. Основные принципы технического диагностирования и определения остаточного ресурса оборудования потенциально опасных производств.

7.1. Основные принципы и порядок диагностирования технического состояния оборудования.

Оценку параметров технического состояния (ПТС) и выбор определяющих параметров осуществляют по результатам анализа технической документации , данных оперативной (функциональной) диагностик, экспертного обследования. Помимо установленной в нормативной документации может вводиться дополнительная система критериев предельного состояния.

Цель анализа технической документации установить номенклатуру технических параметров, предельных состояний, выявить наиболее вероятные отказы повреждения, а также элементы конструкции и ее участков, рост повреждаемости в которых и их дефектность могут привести к отказу. Особое внимание уделяют анализу критериев, причин, последствий и критических отказов, выявлению постепенных, деградационных и зависимых отказов, возможности внезапных отказов.

Анализу подлежит нормативно-техническая, конструкторская (проектная) и эксплуатационная, в том числе монтажная и ремонтная документация, а также техническая документация и научно- техническая информация по отказам и повреждениям по парку аналогичных объектов. Анализ технической документации завершается составлением:

• перечня проанализированной документации;

• карты объекта в виде эскиза и таблиц с указанием элементов и участков, которые в результате особенностей конструкции, технологического процесса или условий функционирования и нагруженности представляются наиболее предрасположенными к появлению повреждений (скрытые места, карманы, резкие переходы, ударное воздействие технологической среды и т.д.);

• база данных по техническим параметрам объекта, технологического процесса и технического заключения по результатам анализа;

• программы (плана) оперативной диагностики объекта.

Целью оперативной (функциональной) диагностики является получение данных о техническом состоянии обследуемого объекта, его технологических параметрах и нагруженности, условиях взаимодействия с окружающей средой. Оперативная диагностика осуществляется на объекте непрерывно или дискретно в соответствии с предварительно разработанной и согласованной со службами, ответственными за эксплуатацию объекта, программой, с использованием штатного приборо- измерительного комплекса, и заключается в регистрации показателей технологического процесса, в том числе служащих параметрами технического состояния объекта (температура, давление, мощность, уровень вибрации, расходы и выход продуктов технологического процесса и т.д.), и их дальнейшее статической обработке.

Целью экспертного обследования является получение информации о реальном техническом состоянии объекта, наличие в нем повреждений, выявление причин и механизмов их возникновения и развития. Экспертное обследование проводится в соответствии с программой, разработанной на основе анализа технической документации и данных оперативной диагностики применительно к данному объекту. В общем случае программа включает в себя:

• визуальный (внешний и внутренний) осмотр;

• измерение геометрических параметров, включая толщенометрию стенок конструкции;

• определение химического состава, структуры металла;

• исследование напряженно-деформационного состояния объекта.

Диагностика технического состояния оборудования потенциальноопасных производств является обязательной:

• по истечению нормативного ресурса;

• после капитального ремонта;

• после устранения аварий или эксплуатации оборудования в условиях и режимах, не предусмотренных назначением и регламентом его эксплуатации;

• при приемно-сдаточных испытаниях (в том числе при применении импортного оборудования);

если эксплуатирующая организация сомневается в дальнейшем безопасной эксплуатации оборудования, или утеряна техническая документация. Структурная схема общего подхода к техническому диагностированию и определению остаточного ресурса потенциально-опасных объектов показала на рис. 1. В соответствии с этой структурой рабочая методика должна включать в себя следующие разделы:

• вводную часть;

• основные положения;

• оперативную (функциональную) диагностику;

• экспертное обследование;

• экспертный анализ повреждений, установление их механизма, и определяющих параметров технического состояния (ПТС) объекта;

• принятие решения о дальнейшей эксплуатации ил: дополнительном исследовании технического состояния объекта;

• установление закономерностей изменения ПТС и уточнение предельных состояний и их критериев;

• методику обработки данных и прогнозирования ресурса;

• обоснование вариантов решений о возможности дальнейшей эксплуатации объекта (с разработкой необходимой документации в случае ремонта);

• заключение.

В случае необходимости методика может содержать разделы, учитывающие специфические условия эксплуатации и диагности­рования объекта (например, уточнение напряженно-деформаци­онного состояния с учетом вибрации, уточнение коррозионностойких, износостойких и других свойств материалов, исследование изоляции и т.п.).

В вводной части указывается назначение методики и область ее распространения, а также основные термины, обозначения и их преодоления.

Раздел "Основные положения" раскрывает основные концепции определения остаточного ресурса. В качестве базовой концепции используют подход, основанный на принципе "безопасной эксплуатации по техническому состоянию", согласно которому оценка технического состояния объекта, осуществляется по ПТС, обеспечивающим его надежную работу и безопасную эксплуатацию согласно нормативно-технической или конструкторской документации, а остаточный ресурс — по определяющим ПТС. В качестве определяющих ПТС принимают параметры, изменение которых (в отдельности или в некоторой совокупности) может привести объект в неработоспособное или предельное состояние.

Для выполнения экспертного обследования должны рекомендоваться методики и измерительная аппаратура, указанная в действующей нормативно-технической документации на диагнос­тирование с учетом требований проектной, монтажной и эксплуа­тационной документации на данный объект. Применение специ­альных методик и аппаратуры может быть разрешено после их согласования со специализированными организациями и органами Госгортехнадзора России.

Результаты экспертного обследования оформляют в виде протоколов измерений, карт дефектности и повреждений объекта с таблицами данных и отражают в отчете или техническом заключении.

Целью экспертного анализа повреждений и параметров технического состояния объекта, проводимого на основании полу­ченных данных анализа технической документации, оперативной диагностики и экспертного обследования является установление текущего состояния объекта, уровня и механизма повреждений, фактической нагруженности, чтобы ответить на вопрос — возможна ли дальнейшая эксплуатация объекта или необходим дальнейший углубленный анализ его технического состояния.

Диализ включает в себя:

• оценку фактической нагруженности основных элементов конструкции объекта, выполненную расчетным методом по действующим нормативно-техническим документам с учетом всех режимов нагружения и действующих нагрузок (включая темпера­турные воздействия), фактической геометрии конструкции, фактических толщин ее несущих элементов, имеющихся и выявленных концентраторов напряжений (экспериментальных результатов исследований напряженно-деформационного состояния, получен­ных при оперативной диагностике и экспертном обследовании;

• установление механизмов образования и роста обнаруженных дефектов и повреждении. возможных отказов вследствие развития дефектов и повреждений;

• оценку параметров технического состояния объекта, их соот­ветствие требованиям нормативно-технической и конструкторской документации, установление определяющих параметров техничес­кого состояния;

• установление уточненной по сравнению с указанной в нормативно-технической документации системы предельных состояний и их критериев (например, уровень течи, уровень формоизменения и др.);

• заключение о необходимости дальнейшего исследования напряженно-деформационного состояния конструкции и свойств материалов (например, свойств сварного шва и т.п.).

Результаты анализа оформляют в виде технического заключения.

Целью уточненных расчетов и экспериментальных исследований запряжено-деформационного состояние и характеристик материалов, уточнения предельных состояния и их критериев является получение наполнительной информации об уровне номинальных и местных напряжений деформаций с учетом фактических свойств материалов, необходимой для установления механизмов повреждения и расчета остаточно ресурса.

Уточненные расчеты проводятся с учетом действительных режимов эксплуатации конструкции, фактических свойств материалов и могут производится методами неуказанными в нормативной документации. Применение таких методов должно подтверждаться результатами экспериментальных исследований.

Определение уточненных характеристик материалов должно проводится на образцах, вырезанных из элементов конструкции или образцах-свидетелях. Перечень характеристик материалов должен быть расширен и включать в себя в зависимости от условий эксплуатации характеристики малоцикловой и многоцикловой усталости, трещиностойкости, длительной прочности, сопротивление коррозии, коррозионному растрескиванию, изнашиванию и др.

Испытания образцов и определение характеристик материалов проводятся по стандартным методикам или методам, согласованными с органами Госгортехнадзора.

По результатам уточненных расчетов и исследования напряженно-деформационного состояния уточняют механизмы повреждений, параметры технического состояния, определяющие параметры технического состояния и критерии предельных состояний.

По совокупности данных, полученных в результате технического диагностирования объекта, определяют остаточный ресурс объекта путем прогнозирования изменения определяющих параметров до достижения ими предельных значений. В методике расчета остаточного ресурса должен быть обоснован выбор метода прогнозирования, требования к его точности и дана оценка риска дальнейшей эксплуатации объекта.

Результаты расчета оформляют в виде отчета, на основания которого обосновывается решение о дальнейшей эксплуатации объекта, снижение параметров, ремонте, демонтаже. Решение принимает организация, проводившая техническое диагностирование и оценку остаточного ресурса. Разрешение на дальнейшую эксплуатацию объекта оформляется согласно требованиям Госгортехнадзора. Заключение по объекту является неотъемлемой частью документации на данный объект и вкладывается организацией-владельцем в паспорт объекта.