Экспертиза промышленной безопасности технических устройств без вывода из эксплуатации

Журавлев Д.Б., Хамидулина И.С., Каузова П.А.

//Сборник материалов научно-практической конференции "Надежность и эффективность трубчатых печей нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств" ноябрь 2014г.

Вертикальный стальной резервуар – одно из технических устройств, на котором проводится экспертиза промышленной безопасности в соответствии с требованиями нормативной документации, утвержденной Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору России.

При техническом диагностировании и экспертизе промышленной безопасности проводится комплексная оценка технического состояния конструктивных элементов резервуара, опорных элементов и установленного на резервуаре оборудования, обеспечивающего его безопасную эксплуатацию.

В настоящее время в систему контроля технического состояния резервуаров входят следующие мероприятия:

• надзор владельцем резервуара во время эксплуатации;
• ревизия резервуара при текущем, среднем и капитальном ремонте;
• частичное обследование резервуара с наружной стороны без вывода его из эксплуатации;
• полное обследование с наружной и внутренней стороны с выводом резервуара из эксплуатации, опорожнением, зачисткой и дегазацией. Полное обследование проводится также перед вводом в эксплуатацию ранее не эксплуатировавшихся резервуаров или резервуаров после капитального ремонта.

Экспертиза промышленной безопасности, включающая частичное или полное обследование технического состояния, проводится независимой экспертной организацией, имеющей лицензию Ростехнадзора на проведение данного вида работ.

Одним из нормативных документов, регламентирующих порядок проведения работ по оценке технического состояния резервуаров, является стандарт СА 03-008-08 «Резервуары вертикальные стальные сварные для нефти и нефтепродуктов. Техническое диагностирование и анализ безопасности» (см. Рис.1).     

Данный стандарт утвержден  Ассоциацией «Ростехэкспертиза» и координационным советом Научно-Промышленного Совета «Управление рисками, промышленная безопасность, контроль и мониторинг» (РИСКОМ), а также рекомендован к использованию письмом ФСЭТАН №БК-45/918 от 17.09.2008. Согласно этому стандарту, при невозможности освобождения резервуара от продукта очередное полное обследование может быть заменено частичным обследованием, включающим дополнительно к предписанным следующие методы контроля:

• испытание резервуара на прочность продуктом с обязательным контролем методом акустической эмиссии (АЭ). При этом начальный уровень налива резервуара должен быть не более 60% от максимального рабочего, при наливе продуктом хранения;
• дополнительное сканирование толщины первого пояса стенки резервуара (или зоны раздела подтоварной воды и продукта хранения при нахождении ее выше низа первого пояса);
• дополнительный ультразвуковой контроль всех вертикальных сварных соединений первого пояса стенки резервуара на высоту 0,5м.

АЭ-контроль стенки и днища резервуара проводят без вывода его из эксплуатации (существенного изменения режима его работы) при испытаниях на прочность наливом хранимого продукта. Во время проведения АЭ контроля стенки резервуар, находящийся в эксплуатации, наполняется продуктом до высоты, составляющей 105% максимального уровня наполнения за последние 12 месяцев эксплуатации резервуара. В случае, если по техническим причинам владелец резервуара не может обеспечить наполнение резервуара до уровня 105%, допускается производить испытания при максимально возможном уровне заполнения хранимым продуктом c циклическим изменением уровня (2, 4 цикла).

При проведении АЭ-контроля стенки по всему периметру допускается контролировать нижние 3-4 пояса, как наиболее нагруженные и склонные к образованию дефектов элементы конструкции резервуара. При этом преобразователи акустической эмиссии (ПАЭ), установленные на стенку быть организованы в следующие локационные группы:

• планарная локация стенки из ПАЭ нижнего и верхнего основных рядов;
• планарная локация днища из ПАЭ нижнего основного ряда;
• планарная локация днища из ПАЭ «Сторожевого» дополнительного ряда;
• линейная локация уторного шва из ПАЭ нижнего основного ряда;
• объемная локация стенки и днища из ПАЭ нижнего и верхнего основных рядов, которая позволяет выделить сигналы источников АЭ внутри объема резервуара, а также сигналы исходящие из верхней части резервуара (понтон, кровля, плавающая крыша). Примеры таких локационных групп приведены на Рис.2.

Следует отметить, что при проведении акустико-эмиссионного контроля в полной мере используется свойство интегральности данного метода, а именно возможность выполнения контроля сразу всего объема оборудования (в данном случае резервуара) на предмет наличия развивающихся дефектов и оценки степени их опасности.

Как видно из представленного классификатора, большую часть повреждений, приведших к отказу оборудования занимает именно коррозионный износ металла стенки и днища резервуара. При этом критериями предельного состояния резервуара являются:

• коррозионное утонение любого пояса стенки до исчерпания запаса прочности;
• коррозионное утонение поясов стенки, начиная со второго, до исчерпания запаса устойчивости;
• коррозионное утонение окрайки  и центральной части днища до исчерпания запаса прочности;
• нарушение герметичности (образование хотя бы одного сквозного коррозионного повреждения).

В настоящее время применение метода акустической эмиссии при диагностировании резервуаров вертикальных стальных эффективно не только для  регистрации развивающихся дефектов в стенке резервуара и определения местоположения имеющихся мест утечки рабочего продукта во внешнюю среду, но и особенно актуально для прогнозирования мест потенциального коррозионного износа материала.

В заключение следует отметить, что применение при оценке технического состояния резервуаров метода акустической эмиссии позволяет значительно повысить промышленную безопасность данного типа оборудования как при периодическом освидетельствовании резервуара, так и при использовании комплексных систем диагностического мониторинга за техническим состоянием оборудования всего резервуарного парка.