 |
Услуги |
|
|
Реклама |
|
 |
| Новости |
|
Новости: промышленная безопасность:
Диагностика ресурса стареющего оборудования |
| Четверг, 10 Сентябрь 2009 |
|
| Проблема обеспечения надежности работы энергооборудования с каждым годом становится все более актуальной |
|
| Проблема обеспечения надежности работы энергооборудования с каждым годом становится все более актуальной, так как старение оборудования значительно опережает темпы технического перевооружения. Например, в энергетике по состоянию на декабрь 2006 г. около 90% оборудования тепловых электростанций исчерпало парковый ресурс, и значительная его часть достигла физического износа. Указанная проблема усугубляется отсутствием научно обоснованной концепции технической диагностики и определения ресурса и недостаточной эффективностью традиционных методов и средств неразрушающего контроля (НК) металла.
В перечне основной нормативно-технической документации (НТД), регламентирующей деятельность электростанций в области обеспечения их промышленной безопасности и надежности, имеется «Типовая инструкция по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций (РД 10‑577‑03)», устанавливающая порядок и периодичность неразрушающего контроля (НК) металла оборудования.
Однако анализ содержательной части указанного руководящего документа (РД) показывает, что он отображает, как правило, бессистемное применение неразрушающих методов диагностики и имеет следующие недостатки. Для оценки фактического состояния металла предлагаются известные методы и средства НК (УЗД, МПД, ТВК), которые не в состоянии осуществлять раннюю диагностику развивающихся повреждений. Порядок применения различных методов и средств разрушающего и неразрушающего контроля (НК) недостаточно научно обоснован. Отсутствует требование о выполнении 100% обследования всех узлов стареющего оборудования с целью определения потенциально опасных зон. Предлагаемые методики поверочного расчета на прочность, как правило, основаны на независимом протекании процессов коррозии, усталости и ползучести, хотя на практике эти процессы протекают одновременно в различном сочетании. Критерии предельного состояния металла, рекомендуемые РД к применению на практике (трещиностойкость, предельно допустимые утонения стенки из‑за коррозии, предел выносливости при усталости, предел длительной прочности при ползучести и др.), основаны на результатах лабораторных исследований образцов, которые не отражают фактическое состояние оборудования.
Расчет прочности
Известные методики поверочного расчета на прочность, используемые при оценке ресурса, можно условно разделить на четыре группы: методики расчета по скорости коррозии металла, расчета трещиностойкости металла, расчета на усталость металла, расчета узлов оборудования, работающего в условиях ползучести.
При этом главная недоработка известных методик заключается в том, что они предлагают низкий уровень допустимых напряжений. Как правило, уровень допустимых напряжений меньше или равен полвине условного предела текучести металла. Для ответственных узлов имеется требование в расчетах об уровне допустимых напряжений менее 0,3 условного предела текучести металла. Эти требования, как известно, обусловлены работой металла оборудования в условиях упругой деформации. Как показывает практика, работа металла оборудования в основном определяется скольжением дислокаций и сдвиговой деформацией в локальных зонах концентрации напряжений (ЗКН). Однако расчетными методами невозможно заранее прогнозировать на оборудовании возникновение ЗКН и площадок скольжения металла.
Кроме перечисленных выше научно-технических проблем, содержащихся в РД, главным его недостатком является то обстоятельство, что рекомендации этого РД, как правило, экономически не обоснованы и поэтому противоречат интересам государства. Например, по оценке РАО «ЕЭС России», представленной в «Концепции технического перевооружения электростанций до 2015 года», трудозатраты на обеспечение экспертно-прогнозируемого ресурса оборудования при его продлении выше паркового могут составить около 50% от стоимости полной замены энергоблоков аналогичного оборудования.
Высокие материальные и финансовые затраты, заложенные в указанной концепции, очевидно обусловлены необходимостью 100%-ного обследования оборудования с использованием традиционных разрушающих (вырезка образцов) и неразрушающих (УЗД, МПД, ТВК) методов. С использованием традиционных подходов и методов задача 100%-ного обследования труднореализуема. Например, на современном котле производительностью 1000 т/час протяженность труб поверхностей нагрева составляет 500 км. Поэтому обстучать, зачистить и измерить, например методом УЗД, такое количество труб практически невозможно, и эту работу ни одна электростанция не выполняет.
Наметившаяся тенденция перехода от традиционной дефектоскопии к технической диагностике с применением комплексного подхода, включающего определение параметров дефектов, оценку распределения внутренних (остаточных) напряжений, определение фактических структурно-механических характеристик металла, сдерживается, в первую очередь, низкой эффективностью существующих методов и средств контроля напряженно‑деформированного состояния оборудования.
Вожностей известных методов контроля и измерений напряжений и деформаций в основном металле изделий и сварных соединениях оборудования и конструкций позволяет назвать их существенные недостатки. Основные недостатки – невозможность использования большинства методов в области пластической деформации, локальность контроля, их непригодность для контроля протяженных конструкций, неучет изменений структуры металла. Контроль выполняется только на поверхности изделий, невозможность оценки глубинных слоев металла и металла сварных соединений, требуется построение градуированных графиков на предварительно изготовленных образцах, которые не отражают фактическое состояние оборудования.
Следует отметить также непригодность традиционных методов НК к определению дефектов на раннем этапе их развития. Все большее количество специалистов начинают понимать, что более опасным во многих случаях (особенно на стареющем оборудовании) является «преддефектное» состояние металла, когда на уровне структуры в ЗКН произошли необратимые изменения и повреждение из‑за усталости может произойти внезапно и, как правило, в тех зонах, где оно не ожидается. Уровень чувствительности традиционных методов НК не позволяет выявить «преддефектное» состояние металла.
Если нет возможности определить ЗКН и сделать отбор представительных проб металла, то, соответственно, теряется смысл выполнять поверочный расчет на прочность с целью оценки остаточного ресурса. Можно уверенно говорить, что если мы имеем на предприятии старое оборудование, которое мы не можем 100% обследовать на структурную поврежденность металла и своевременно выявить назревающие повреждения, то в этом случае мы работаем на непредсказуемую аварию.
Таким образом, приведенный краткий анализ возможностей существующих методов НК повреждений и деградации металла показывает их низкую эффективность при оценке ресурса промышленного оборудования. Становится понятной и закономерной тенденция перехода от традиционной дефектоскопии к технической диагностике с использованием принципиально других методов контроля и подходов. Более сложные задачи, возникающие при оценке ресурса оборудования (по сравнению с обычной дефектоскопией при нормальной эксплуатации), требуют применения средств и методов, более сложных в освоении, но более эффективных при контроле изменяющихся свойств металла. К таким методам следует отнести прежде всего методы и средства, позволяющие контролировать на практике напряженно‑деформированное состояние оборудования.
Проблемой измерений механических напряжений в работающих конструкциях с целью оценки их состояния в настоящее время занимаются все ведущие диагностические центры мира. В России в 2005 г. введен в действие ГОСТ Р 52330‑2005 «Контроль неразрушающий. Контроль напряженно‑деформированного состояния объектов промышленности и транспорта. Общие требования». Основным требованием данного стандарта к используемым методам и средствам НК напряженно‑деформированного состояния (НДС) изделий является определение в них ЗКН – источников развития повреждений.
В 2005 г. президентом Российского общества неразрушающего контроля и технической диагностики академиком В. В. Клюевым утверждена «Система добровольной сертификации персонала в области НК и диагностики», в которую включен «контроль напряжений» как отдельный вид НК.
Ранее были отмечены основные недостатки традиционных методов НК напряжений и деформаций. Известные методы неразрушающего контроля напряжений (рентген, ультразвук, эффект Баркгаузена, электромагнитные и другие) практически не могут оценить фактическое НДС оборудования, когда в общем случае неизвестны ЗКН, обусловленные сдвиговой деформацией. Очевидно, что только «пассивные» методы диагностики НДС могут ответить на поставленные вопросы и являются наиболее пригодными для практики.
К пассивным методам НК, использующим внутреннюю энергию металла оборудования, прежде всего следует отнести метод акустической эмиссии (АЭ) и метод магнитной памяти металла (ММП).
Эти два метода получили в настоящее время наибольшее распространение на практике для ранней диагностики повреждений оборудования и конструкций.
Как показала практика, ММП по сравнению с методом АЭ дополнительно дает информацию о фактическом напряженно‑деформированном состоянии объекта контроля, что позволяет более объективно определить причину образования зоны концентрации напряжений – источника развития повреждения. Кроме того, с использованием ММП без какой‑либо подготовки поверхности, в режиме экспресс-контроля предоставляется возможность выполнения 100%-ного обследования оборудования с выявлением ЗКН и дефектов на раннем этапе их развития. Имея полную информацию о выявленных дефектах и о возможном влиянии каждого из них на остаточный ресурс оборудования, можно без особых затруднений решить задачу определения объема восстановительных работ, необходимого для доведения ресурса работоспособности узлов до требуемого уровня.
Имеющийся опыт 100%-ного обследования основных узлов энергооборудования с использованием метода МПМ на Конаковской ГРЭС, Череповецкой ГРЭС, Дягилевской ТЭЦ и других электростанциях показывает, что только 3‑5% от всего объема металла после длительные сроков эксплуатации имеют неудовлетворительную структуру металла и развивающиеся повреждения. При этом затраты на такое обследование значительно ниже по сравнению со стоимостью диагностических работ, указанной в концепции ОАО РАО «ЕЭС России». Например, обследование всех трех роторов турбин К-300 составит около 1 млн. рублей (по состоянию на январь 2007г.).
Способ определения предельного состояния металла и ресурса оборудования с использованием параметров магнитной памяти металла в настоящее время широко используется в России и получил распространение в 25 странах мира.
Метод магнитной памяти металла, представляющий новое направление в технической диагностике, в настоящее время разработан до уровня российских и международных стандартов. Приборы имеют сертификаты Ростехрегулирования. В Москве уже более 10 лет работает российский и международный центр подготовки персонала НОАП «Энергодиагностика». Программа обучения специалистов согласована со всеми отраслевыми управлениями Ростехнадзора.
Более 1000 предприятий и диагностических фирм России используют ежегодно метод МПМ при диагностике газонефтепроводов, оборудования нефте- и газодобычи, химических и нефтехимических производств. К сожалению, в энергетике из‑за узковедомственных корпоративных интересов, которые сложились в РАО «ЕЭС России», метод МПМ, родившийся еще в 80‑е годы в Волгоградэнерго и Мос-энерго, до сих пор не получил должного распространения.
В настоящее время в ОАО РАО «ЕЭС России» разрабатывается стандарт организации «Основные элементы котлов, турбин и трубопроводов тепловых электрических станций. Контроль состояния металла. Нормы и требования». Проект стандарта (основной разработчик ОАО ВТИ), на наш взгляд, должен пройти широкое обслуживание среди специалистов электростанций и диагностических фирм. Метод МПМ и другие современные методы НК, направленные на раннюю диагностику усталостных повреждений и оценку ресурса оборудования, получившие признание на ряде электростанций, должны быть включены в данный стандарт. |
|
| Автор: administrator |
| Прочитали: 196 раз |
|
Читайте так же:
Прокуратура оштрафовала за отстутствие лицензии при эксплуатации ОПО
Завершено расследование причин аварии на кузбасской шахте №7
Ростехнадзор поделится полномочиями с прикамскими промышленниками
В Кемеровском районе запрещена эксплуатация опасного базальтового карьера
Проверка Ростехнадзора выявила 119 нарушений на воронежских «Минудобрениях»
Правительство РФ утвердило положение о госнадзоре в промышленной безопасности.
В столице Зауралья произошел пожар на газонаполнительной станции
Ростехнадзор собирает предложения по актуальным тематикам НИОКР
Вернуться назад
|
|
 |
 |
|
|
Навигация |
|
|
Контакты |
Адрес офиса:
103064, г. Москва, Фурман-
ный пер., д. 10 стр.1
т./факс:(495) 589-04-52
ICQ:  46-22-36 |
|
|
Лицензия |
|
|
