- •Предисловие
- •I. Введение в техническую диагностику
- •Определение категорий помещений и зданий по противопожарной и пожарной опасности.
- •3.1. Требования, предъявляемые к конструкционным материалам.
- •Стандарты на основные конструкционные материалы
- •Основные стандарты на цветные металлы и сплавы
- •3.2. Определение и контроль состава и структуры конструкционных материалов.
- •Металлографический анализ
- •3.3. Определение механических характеристик материалов.
- •4.1. Основные виды дефектов в металлах.
- •Нормативные документы
- •Гост 24521-90Контроль неразрушающий оптический. Термины и
- •4.4. Дефекты сварных швов и методы их обнаружения и контроля
- •5. Критерии прочности и диагностика напряженно-деформационного состояния
- •5.1.Критерии сопротивления различным видам разрушения.
- •5.2. Определение напряженно-деформационного состояния оборудования.
- •6. Деградационные процессы и диагностика их протекания
- •6.1. Старение материалов.
- •6.2. Виды коррозии и методы их оценки.
- •Виды изнашивания и методы их определения.
- •7. Основные принципы технического диагностирования и определения остаточного ресурса оборудования потенциально опасных производств.
- •7.1. Основные принципы и порядок диагностирования технического состояния оборудования.
- •Прогнозирование остаточного ресурса.
- •8.1. Диагностирование сосудов, работающих под давлением.
- •8.2. Особенности диагностирования аппаратов нефтегазохимических производств
- •9. Диагностирование резервуаров, трубопроводов, арматуры
- •9.1. Диагностирование резервуаров.
- •9.2. Диагностика технического состояния промышленных трубопроводов и арматуры.
- •10. Диагностика технического состояния машинного оборудования
- •10.1. Организация и методы диагностирования.
- •10.2. Вибрационная диагностика.
9.2. Диагностика технического состояния промышленных трубопроводов и арматуры.
Промышленные трубопроводы подразделяют по их назначению: логические, пара и горячей воды, воздухо (газо) проводы, промысловые, магистральные газонефтепродуктопроводы и другие. соответствии с назначением, режимом и условиями работы, вида транспортируемого продукта, к трубопроводам предъявляются специфические требования.
К технологическим трубопроводам относят трубопроводы для транспортирования газообразных, парообразных и жидких сред в диапазоне остаточного давления от 0,001 МПа (001 кгс/см2) до условного давления 320 МПа (3200 кгс/см2) и рабочих температур от минус 196° до плюс 700°С на химических, нефтехимических, нефтеперерабатывающих, газоперерабатывающих, химико-фармацевтических, целлюлозно-бумажных, микробиологических, коксохимических, нефте- и газодобывающих предприятиях. Требования к этим трубопроводам установлены Правилами устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов (ПБ 03-108-96). Они в общем случае включают в себя:
-
требования к конструкции, изготовлению и материала трубопроводов;
-
требования к устройству, монтажу, размещению, опорам, подвеске, дренажу, продувке;
-
требования к трубопроводной арматуре:
-
требования к компенсации температурных деформаций снижению вибрации, тепловой изоляции, обогреву, защите коррозии;
-
требования к качеству сварных соединений;
-
требования к прочности и герметичности.
Ответ на вопрос: удовлетворяет или нет текущее состоят трубопровода указанным требованиям и какой они имеют оп точный ресурс — составляет цель технического диагностирование. Диагностирование технического состояния технологически трубопроводов проводят в следующих случаях:
-
в соответствии с нормативами периодических ревизии. установленными ПБ 03-108-96;
-
если они выработали установленный проектом расчетный срок службы или ресурс;
-
если они не имели установленного расчетного ресурса и находились в эксплуатации более 20 лет;
-
если они выработали разрешенный к дальнейшей эксплуатации ресурс остаточной работоспособности сверх установленного
-
если временно находились в условиях нарушения режима эксплуатации;
-
если по мнению владельца требуется оценка технического состояния.
Основным методом контроля за надежной и безопасной эксплуатацией технологических трубопроводов является периодическая ревизия, результаты которой служат основанием для оценки состояния трубопровода и возможности его дальнейшего. эксплуатации.
Периодичность ревизии зависит от транспортируемой среды и категории трубопровода и регламентирована ПБ 03-108-96.
Ревизия приурочивается к планово-предупредительному ремонту отдельных агрегатов, установок, цехов, к которым относится трубопровод. Перечень основных работ при ревизии включает в себя:
-
наружный осмотр,
-
измерение толщины стенок трубопровода,
-
ревизию воротников фланцев,
-
внутренний осмотр трубопровода по участкам,
-
радиографический контроль или ультразвуковой контроль сварных швов,
-
проверку механических свойств металла,
-
измерение деформации трубопровода,
-
ревизию резьбовых соединений,
-
проверку опор, крепежных деталей,
• испытания на прочность, плотность, герметичность. Объем работ, выбор участков контроля решается службами технического надзора совместно с механиком производства. При неудовлетворительных результатах выборочной ревизии число участков контроля увеличивают. Если вторично -получены неудовлетворительные результаты, производится генеральная выборочная ревизия трубопровода. При отрицательных результатах генеральной выборочной ревизии проводится полная ревизия с полной разборкой трубопровода.
Комплекс работ по оценке технического состояние, установлению остаточного ресурса включает и себя:
-
изучение технической, эксплуатационной и ремонтной документации, режимов и условий эксплуатации,
-
осмотр и натурное обследование;
-
оценку фактического состояния металла, сварных швов;
-
оценку фактического напряженно-деформационного состояния;
-
оценку работоспособности элементов трубопровода;
-
расчет остаточного ресурса;
-
анализ, оформление результатов обследования и составления заключения.
Типовая техническая документация на технологический трубопровод включает в себя:
-
Перечень технологических трубопроводов предприятия.
-
Паспорт трубопровода с приложениями схемы, актов ревизии и отбраковки элементов, удостоверения о качестве ремонтов, журнала сварочных работ, документации по контролю металла трубопроводов, работающих в водородосодержащих средах.
-
Акт периодического наружного осмотра трубопровода.
-
Акт испытания трубопровода на прочность и плотность.
-
Акты на ревизию, ремонт и испытание арматуры.
-
Эксплуатационный журнал трубопроводов.
-
Журнал установки — снятия заглушек.
-
Журнал термической обработки сварных соединений.
-
Заключение о качестве сварных стыков.
Наружный осмотр включает и себя проверку состояния:
-
изоляции и покрытий,
-
с парных швов,
-
фланцевых и муфтовых соединений, крепежа и устройств для установки КИП,
-
опор,
-
компенсирующих устройств,
-
дренажных устройств,
-
арматуры и ее уплотнений,
-
реперов для замера остаточной деформации,
-
сварных тройниковых соединений гибов и отводов,
• оценку вибрации трубопровода. На основании анализа технической документации и визуального осмотра трубопровода составляется план натурных обследований: назначаются места замера толщины стенки и твердости, места металлографического анализа, стиллографии, дефектоскопии, а также контрольной вырезки металла; устанавливаются места вскрытия изоляции.
До начала натурного обследования трубопровод должен быть остановлен, охлажден, освобожден от продукта, пропарен, отделен от всех действующих аппаратов и трубопроводов заглушками.
На основании натурных обследований устанавливаются истинные свойства материала и сварных швов трубопровода, наличие коррозии и дефектов, истинная толщина стенок.
Металлографические исследования обязательно проводят в следующих случаях:
-
если по условиям эксплуатации и выполнения ремонтных работ возможно изменение структуры основного металла или металла сварного шва;
-
если механические показатели металла ниже или выше нормативных;
-
если трубопровод побывал в огне в результате пожара или аварии;
• по требованиям НД;
• по усмотрению специалистов, проводящих обследование. Все трубопроводы и их участки, подвергшиеся в процессе диагностирования разборке, резке, сварке, ремонту, подлежат испытанию на прочность и герметичность. Испытания на прочность и плотность трубопровода по существу не отличаются от аналогичных испытаний сосудов, работающих под давлением (см. раздел 8). Испытания гидравлические и на герметичность трубопроводов должны соответствовать РД 38.13-004-86.
Оценка фактического напряженно-деформационного состояния трубопровода и отдельных его элементов проводится с учетом вибрации и динамических нагрузок, изменения толщины стенок, изменении геометрии трубопровода в результате просадки фундаментов опор, деформации опор, потери устойчивости и других факторов.
Ревизия арматуры.
В соответствии с ПБ 03-108-96 при ревизии арматуры выполняются следующие работы:
-
внешний осмотр,
-
разборка и осмотр состояния отдельных деталей,
-
осмотр внутренней поверхности и при необходимости контроль неразрушающими методами,
-
притирка уплотнительных поверхностей,
• сборка, опробывание и опрессовка на прочность и плотность. В случае несоответствия арматуры нормативно-технической документации или если в течение остаточного ресурса возможно достижение неудовлетворительного состояния, она отбраковывается. Ремонт, замена уплотнительных материалов, восстановление посадочных мест, регулирование и другие работы выполняются в соответствии с требованиями НД..
Особые требования к специальным трубопроводам:
-
при работе под статическим давлением, пульсирующим давлением, под вакуумом, под давлением, мало отличающимся от атмосферного,
-
по наличию или отсутствию теплоизоляции, гидроизоляции,
-
по виду внешней среды: в воздушной атмосфере, в грунте, в агрессивной среде, в морской воде, в речной воде и т.п.,
-
по климатическим условиям,
-
по виду технологической транспортируемой среды,
-
по способу крепления,
-
по эксплуатационной температуре.
В связи с этими особенностями к трубопроводу предъявляются дополнительные требования и применяют дополнительные методы диагностирования, отраженные в НД на данный вид трубопровода. Так ,при работе трубопровода выше 400°С для углеродистых и выше 450°С для легированных сталей измеряют деформацию ползучести на момент определения остаточного ресурса.
Осмотр, дефектоскопия и толщинометрия подземных трубопроводов производятся после вскрытия грунта на отдельных участках трубопровода по усмотрению обследователя или из расчета один участок на 200-300 м длины трубопровода. В отдельных случаях оговаривается длина между участками вскрытия. Исследовании износа и коррозии различных трубопроводов (в том числе подземных) возможно с помощью датчиков и контроллеров с наведенной радиацией.
Подземные трубопроводы должны быть защищены 01 почвенной коррозии и коррозии блуждающими токами г соответствии с НД.
Магистральные трубопроводы обследуют с помощью специальных диагностических снарядов, пропускаемых внутри действующего трубопровода. С помощью такого снаряда производят одновременно дефектоскопию металла и сварных швов толщинометрию, геометрию, изоляцию трубопровода.
Недоступные обследованию человеком трубопроводы (например, в атомной промышленности) обследуют с помощью роботов.
Качество изоляции открытых трубопроводов, а также трубопроводов в процессе изготовления обследуют с помощью приборов, измеряющих электрическое сопротивление изоляции.
Негерметичность магистральных трубопроводов, а также труднодоступных участков трубопроводов обследуют с помощью тепловизоров, позволяющих фиксировать участки разрыва, трубопроводов по снижению температуры этих участков вследствие истечения жидкости или газа.
Трубопроводы, работающие в режиме пульсирующих нагрузок (что особенно актуально на нагнетательных участках компрессоров) в обязательном порядке обследуют на вибрацию и характер и. величину динамических нагрузок. Исследования проводят с помощью тензометрических методов и виброизмерительных приборов.
С помощью геодезических методов обследуют деформации трубопроводов и опорных устройств, осадку фундаментов и несущих конструкций.
Нормы отбраковки трубопроводов и арматуры зависят от назначения трубопровода и регламентированы соответствующей НД.
Дополнительные обследования трубопроводов различном назначения отражены в специальных методических указаниях в нормативной литературе, список которой приведен в конце раздела.