ОТД_Краткий курс лекций_2010

УДК

Основы технической диагностики. Учебно-методическое пособие. Сост. Т.Н. Стерхова, А.М. Ниязов. – Ижевск: НОУ ВПО «Камский институт гуманитарных и инженерных технологий», 2010. – 133 с.

В учебно-методическом пособии изложены основные методы контроля, применяемые при проведении технической диагностики нефтегазового оборудования. Рассмотрены методики диагностирования ряда типовых видов оборудования.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению 657300 «Оборудование и агрегаты нефтегазового производства» специальности 130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ».

©доцент, к.т.н. Стерхова Т.Н., доцент, к.т.н. Ниязов А.М. , 2010

©НОУ ВПО «Камский институт гуманитарных и инженерных технологий», 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1.Основные положения технической диагностики 1.1. Основные понятия, цели и задачи диагностики

1.2. Нормативная база технической диагностики оборудования НС

2.Методы технической диагностики

2.1.Физические методы диагностики

2.2.Методы диагностики по изменению параметров диагностических процессов 2.2.1 Вибрационная диагностика

2.2.2. Параметрические методы диагностики

3.Диагностика насосного оборудования НПС 3.1. Вибродиагностика насосных агрегатов

3.2. Специфика вибрации центробежных насосов

3.3.Параметрическая диагностика насосных агрегатов

3.4.Термодинамический метод диагностики насосных агрегатов

3.5.Диагностика валов насосных агрегатов

3.6.Диагностика торцовых уплотнений насосов

4.Диагностика резервуаров

4.1.Задачи диагностики

4.2.Методы и диагностического обследования резервуаров

4.2.1Ознакомление с технической документацией

4.2.2.Внешний осмотр

4.2.3.Измерение толщины металла элементов резервуара

4.2.4.Разрушающие методы контроля качества сварных соединений

4.2.5. Контроль геометрической формы резервуара и осадки его основа-

ния

4.2.6.Контроль герметичности сварных швов

4.2.7.Организация работ по диагностическому обследованию резервуа-

ров

5.Диагностика технических и вспомогательных трубопроводов.

5.1.Цели обследования и диагностирования

5.2.Методы контроля и диагностирования нефтепроводов

5.3.Гидравлические испытания нефтепроводов

5.4.Контроль высотно-планового положения трубопроводов

5.5.Контроль состояния изоляционных покрытий трубопроводов

6.Диагностика западной арматуры

3

ВВЕДЕНИЕ

Повышение роли диагностики при эксплуатации оборудования объектов транспорта и хранения нефти, нефтепродуктов и газа обусловлено следующими объективными причинами: необходимостью повышения эффективности и эко-

номичности эксплуатации оборудования, сокращения сроков ремонта и увели-

чение надежности функционирования систем, а также значительным «старени-

ем» парка эксплуатируемых агрегатов. Таким образом, своевременное выпол-

нение работ по диагностированию состояния оборудования позволяет:

предупредить аварии и отказы нефтегазоперекачивающих агрегатов

идругого оборудования нефтеперекачивающих станций (НПС);

прогнозировать техническое состояние объектов и их ресурс;

объективно оценить степень безопасности эксплуатации объекта;

повысить эффективность и снизить, в конечном счете, затраты на эксплуатацию оборудования.

Подготовка инженеров в области эксплуатации оборудования нефтепе-

рекачивающих станций невозможна без изучения ими базовых положений, ме-

тодов и средств современного контроля технического состояния оборудования.

В связи с этим, в учебном пособии изложены вопросы, касающиеся диагности-

ки основного и вспомогательного оборудования насосных станций (НС).

4

1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ

ДИАГНОСТИКИ

Термин «диагностика» происходит от греческого слова «diagnosticos» -

способность распознавать.

Многолетний опыт эксплуатации нефтеперекачивающих станций показы-

вает, что оптимизация их работы в целом с одновременным решением проблем энергосбережения невозможна без организации и использования службы диаг-

ностики оборудования, призванной оценивать и прогнозировать техническое состояние агрегатов в процессе их эксплуатации. Для изучения основных во-

просов диагностирования оборудования НПС, необходимо рассмотреть базовые понятия данной дисциплины, а также выделить ее цели и задачи.

1.1Основные понятия, цели и задачи диагностики.

Всоответствии с ГОСТ 20911-89 «Техническая диагностика. Термины и определения» [3] установлены следующие термины и понятия в области диаг-

ностирования и контроля технического состояния объектов.

Объект технического диагностирования – это изделие и его составные части, подлежащие диагностированию (контролю).

Техническая диагностика (диагностика) – область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения технического состояния объекта.

Техническое диагностирование (диагностирование) – процедуры опреде-

ление технического состояния объекта.

Задачами технического диагностирования являются:

контроль технического состояния;

поиск места и определение причин отказа или неисправности;

прогнозирование технического состояния.

5

Контроль технического состояния – проверка соответствия значений па-

раметров объекта требованиям технической документации и определение на этой основе одного из видов технического состояния в данный момент времени.

Термин «техническое диагностирование» применяется, когда решаемые задачи равнозначны или основной задачей является поиск места и определение причин отказа (неисправности).

Термин «контроль технического состояния» применяется, когда основной задачей является определение технического состояния. Оно может быть ис-

правное (неисправное), работоспособное (неработоспособное) и предельное.

Согласно ГОСТ 27.002-89 устанавливаются следующие понятия в области оп-

ределения состояния объекта.

Работоспособное состояние (работоспособность) – состояние оборудо-

вания, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-

технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Неработоспособное состояние (неработоспособность) – состояние, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-

технической и (или) конструкторской (поектной) документации.

Исправное состояние (исправность) – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической документации и

(или) конструкторской (проектной) документации.

Неисправное состояние – соответствие объекта, при котором он не соот-

ветствует хотя бы по одному из требований научно-технической документации.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособности.

Проверка работоспособности при диагностировании является менее пол-

ной, чем проверка исправности, т.к. может оставлять необнаруженными скры-

тые дефекты. Таким образом, находясь в работоспособном состоянии, объект может быть неисправным по причине наличия одного или нескольких дефек-

тов, которые в момент оценки технического состояния не были выявлены или

6

не влияют на выполнение заданных функций в соответствии с конструкторской

(проектной) документацией.

Применительно к технической диагностике оборудования нефтеперека-

чивающих станций можно выделить следующие основные задачи диагностиро-

вания:

контроль и оценка технического состояния объекта с целью установ-

ления соответствия этого состояния требованиям нормативно-технической и конструкторской (проектной) документации, определение исправности и рабо-

тоспособности агрегатов, узлов и элементов оборудования на данный момент эксплуатации;

предотвращение отказов оборудования и аварийных ситуаций на НПС;

поиск мест дефектов, неисправностей и повреждений оборудования,

определение причин их возникновения;

составление рекомендаций по выбору методов, способов и средств восстановления работоспособности; определению сроков по проведению ре-

монтно-восстановительных работ;

контроль качества проведения монтажных и ремонтных работ;

прогноз дальнейшего изменения технического состояния исследуемо-

го объекта и оценка остаточного ресурса оборудования.

1.2 Нормативная база технической диагностики оборудования

НПС

Техническая диагностика любых объектов в целом, и оборудования НС и КС в частности, базируется, прежде всего на выполнении требования государ-

ственных стандартов, определяющих основные понятия и положения проведе-

ния диагностических обследований и контроля технического состояния. Это, в

первую очередь, ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и опреде-

ления; ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения; ГОСТ 25275-82. Приборы для измерения вибрации вращающихся

7

машин. Общие технические требования; ГОСТ 25865-83. Вибрация. Средства измерения вибрации с пьезоэлектрическими виброизмерительными преобразо-

вателями. Основные параметры и технические требования. ГОСТ 24450. Кон-

троль неразрушающий. Магнитный. Термины и определения; ГОСТ 24522.

Контроль неразрушающий. Капиллярный. Термины и определения; ГОСТ

14782. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуко-

вые; ГОСТ 24507. Контроль неразрушающий. Методы ультразвуковой дефек-

тоскопии; ГОСТ 23667. Контроль неразрушающий. Дефектоскопы ультразву-

ковые. Методы измерения основных параметров; ГОСТ 22368. Контроль нераз-

рушающий. Классификация дефектности стыковых сварных швов по результа-

там ультразвукового контроля; ГОСТ 20426. Контроль неразрушающий. Мето-

ды дефектоскопии радиационные. Область применения; ГОСТ 7512. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод; ГОСТ 8233.

Сталь эталоны микроструктуры.

Кроме этого, при проведении диагностических работ конкретного объек-

та нефтегазотранспортной системы следует выполнять требования руководя-

щих документов (РД), разработанных головными научно-исследовательскими центрами соответствующей отрасли.

В трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов таковыми доку-

ментами являются:

1.РД 39-0147103-342-89. Методика оценки эксплуатационных параметров насосных агрегатов нефтеперекачивающих станций магистральных нефтепро-

водов. – Уфа: ВНИИСПТнефть, 1989.

2. РД 08.00-60.30.00-КТН-016-1-05. Руководство по техническому обслу-

живанию и ремонту оборудования и сооружений нефтеперекачивающих стан-

ций. Утвержлен ОАО «Транснефть» от

3.РД 153-39.4Р-145-2003. Методика оценки технического состояния, атте-

стации технологических и вспомогательных нефтепроводов НПС и прогнози-

рования безопасного срока их эксплуатации. – Уфа: ИПТЭР, 2003.

8

4.РД 153-39.4-056-00. Правила технической эксплуатации магистральных нефтепроводов. – М.: Недра, 2001.

5.РД 153-39ТН-010-96. Дефектоскопия валов магистральных нефтяных насосов. Методика и технология. – Уфа: ИПТЭР, 1997.

6.РД 08.00-29.13.00-КТН-12-1-05. Положение о порядке проведения тех-

нического освидетельствования и продления срока службы трубопроводной арматуры нефтепроводов. – Уфа: ИПТЭР, 2005

9

2 МЕТОДЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ

Опыт эксплуатации оборудования НПС и использование существующих методов контроля его состояния показывают, что необходимо использовать различные виды диагностики на остановленном, вскрытом и работающем обо-

рудовании. Классификацию методов диагностики можно проводить по целому ряду исходных критериев, однако, в целом, все существующие методы техни-

ческого диагностирования подразделяются на две основные группы. Это физи-

ческие и параметрические методы диагностирования. Такое подразделение обусловлено природой контролируемых параметров. Следует отметить, что при применении какого-то определенного метода для контроля технического со-

стояния конкретного агрегата, узла или элемента оборудования при определен-

ных условиях эксплуатации, этот метод может классифицироваться и как физи-

ческий и как параметрический метод (например, вибродиагностика, которая, по мнению ряда авторов, характеризует как изменение физических характеристик,

так и изменение параметров динамических процессов). Однако, в подобных случаях важным является изучение сути метода, области его применения, пре-

имуществ и недостатков, а не проблема отнесения его к какому-либо классу ме-

тодов.

2.1Физические методы диагностики

Физические методы базируются на фиксации изменений характеристик объекта или материала, которые являются следствием его эксплуатации. К этим характеристикам можно отнести нагрев, напряженно-деформированное состоя-

ние, можно отнести и электрически поля, шумы и др. Физические методы при-

нято называть методами неразрушающего контроля. Эти методы, в свою оче-

редь, подразделяют на активные и пассивные; а также на методы контроля в нерабочем и рабочем состояниях.

К активным методам неразрушающего контроля относят методы, в ко-

торых измеряется изменение физического поля, а к пассивным методам отно-

10