Экспертная оценка состояния оборудования: мониторинг, техническое диагностирование и электронная паспортизация

По состоянию на начало 2014г. ситуация в области обеспечения промышленной безопасности, контроля и надзора существенно изменилась. Введение новой редакции Федерального закона от 21.07.1997 №116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» предписывает гармонизацию всего комплекса нормативной документации, регламентирующей требования к промышленной безопасности. Эти изменения коснулись всех видов деятельности, в том числе проведения экспертизы промышленной безопасности (ЭПБ) технических устройств. Кроме того, развитие приборной базы неразрушающего контроля, модернизация технологий хранений и обработки информации открывают новые возможности для оценки технического состояния оборудования. Активно развиваются устройства мониторинга состояния технических устройств, устанавливая новые задачи в области интерпретации результатов, полученных с применением современных систем контроля. На многих предприятиях вводится автоматизированный учет и хранение информации, связанной с эксплуатацией опасных производственных объектов (паспорта оборудования, графики обслуживания и ремонтов).

Техническое диагностирование

В настоящий момент большая часть технологического оборудования опасных производств отработала нормативный срок службы и находится в эксплуатации более чем 30 лет, кроме того, наблюдается стагнация в обновлении основных фондов предприятий. Несмотря на проведение эксплуатирующими организациями обязательных в соответствии с существующими нормами нормативно-технической документации регламентных мероприятий по поддержанию работоспособности оборудования, процент аварийных отказов с течением времени увеличивается.

Подавляющее число технических устройств, установленных на промышленных площадках, подвержено действию агрессивных коррозионных сред и, как следствие, нуждается в постоянном контроле текущего состояния. Как и дефекты, возникающие в наиболее нагруженных элементах конструкции, процессы коррозии чаще всего носят локальный, неоднородный характер  и без проведения специальных диагностических мероприятий такие дефекты практически невыявляемы вплоть до наступления предразрушающего состояния и возникновения аварии. Критический анализ традиционно применяемых методов технического диагностирования оборудования показал, что они не позволяют решить поставленной задачи, поскольку, как правило, содержат традиционные методы неразрушающего контроля, носящие локальный характер. Это связано с тем фактов, что идеология традиционно применяемых методов основана на рассмотрении наиболее нагруженных узлов и элементов, работающих в наиболее неблагоприятных условиях, при этом участки контроля носят унифицированный и «стандартизованный» характер. Решением этого вопроса может служить применение расширенных программ диагностирования (многофакторный анализ механизмов повреждения, комплексный подход к диагностике) или интегральных методов контроля (акустико-эмиссионный контроль).

Мониторинг состояния оборудования

Идея оценки технического состояния без проведения дополнительных прочностных испытаний (в режиме мониторинга) набирает все большую популярность. В первую очередь, использование систем мониторинга обусловлено высокой вероятностью возникновения дефектов в период между сроками плановых ревизий. Таким образом, появляется возможность выявлять зарождающиеся дефекты, что позволяет оперативно принимать управленческие решения по их устранению и предотвращает дальнейшее разрушение оборудования.

В настоящее время системы мониторинга широко зарекомендовали себя по следующим направлениям: контроль технологических параметров работы, энергетический мониторинг (энергоаудит), мониторинг дефектов материала технического устройства с применением акустико-эмиссионного контроля, мониторинг диагностических характеристик (вибромониторинг).

Одним из вариантов оценки технического состояния при рабочих нагрузках без вывода объекта из эксплуатации является акустико-эмиссионный (АЭ) контроль. Данный метод является интегральным, что дает возможность осуществлять комплексную оценку состояния оборудования по сравнению с  классическими методами неразрушающего контроля, имеющими, как правило, локальный характер. Кроме того в режиме мониторинга появляется возможность контроля оборудования в условиях действия фактических нагрузок, которые зачастую превышают расчетные. В работах [2-4] показано, что активные источники акустической эмиссии проявляют себя даже в режиме нормального функционального режима работы оборудования. При этом исключается создание предельных нагрузок, болезненных для любого объекта, работающего под давлением.  Проблема применения данного метода заключается в том, что в существующих правилах и действующих отраслевых нормативных документов предусмотрено проведение АЭ контроля в условиях принудительного изменения давления.

Электронная паспортизация оборудования

Целью создания автоматизированных систем электронной паспортизации оборудования является разработка программной среды (база данных, модель паспорта, чертежи и эскизы) для формирования паспортной и исполнительной документации. Аналоги таких электронных систем в настоящее время используются в приборостроении (данные о составе изделий по деталям и узлам), сфере ЖКХ (при планировании ремонтов жилых помещений) и многих других областях.

На настоящий момент наблюдается тенденция, когда всё больше организаций предлагают свои услуги по созданию электронных документов, как аналогов привычных паспортов оборудования. Важно понимать, что система электронных паспортов оборудования, прежде всего, предполагает наличие электронной базы данных. Преимущества создания системы баз данных в рамках одного предприятия (установки, цеха) очевидны:

• автоматизация подготовки планов ремонтов, диагностики, технического обслуживания и модернизации оборудования;
•  наличие актуальных сведений об эксплуатируемом оборудовании (история ремонтов, перемещений, испытаний, отказов, аварийных остановов и пр.);
• возможность оперативного контроля со стороны руководства на основе актуальной информации о состоянии оборудования;
• возможность оперативного поиска оборудования по заданным параметрам (температура, давление, рабочая среда, типоразмеры);
• надежное долгосрочное хранение информации, возможность создания резервных копий.

Наличие системы электронной паспортизации позволит унифицировать учет оборудования опасных производственных объектов (ОПО). Существенно сократятся трудозатраты при планировании ревизий (освидетельствований) и испытаний, диагностических работ и экспертиз промышленной безопасности. Одним из основных преимуществ системы электронной паспортизации является возможность интегрирования с планами ремонтных и восстановительных работ. Таким образом, имея общую базу паспортов оборудования, существенно упрощается процедура обслуживания данного оборудования.

Актуальным на сегодняшний день остается вопрос о достоверности данных, представленных в цифровом виде. С одной стороны это может быть решено введением электронных подписей. Однако на законодательном уровне правомерность утверждения документов, связанных с эксплуатацией ОПО, электронными подписями на настоящий момент не утверждена.

Достоинством электронных баз данных является возможность их интегрирования с уже работающими на предприятии системами управления, поскольку в большинстве случаев они реализованы на основе общепризнанных открытых стандартов и протоколов передачи данных.

Учитывая вышесказанное, основные направления развития деятельности в области промышленной безопасности заключаются в  следующем:

1. реализация многофакторного анализа механизмов повреждения, внедрение современных методов неразрушающего контроля;
2. расширение номенклатуры применяемых методов контроля при ЭПБ в условиях износа оборудования;
3. использование интегральных методов контроля;
4. внедрение систем постоянного контроля текущего состояния оборудования (мониторинга);
5. адаптация механизмов неразрушающего контроля к условиям диагностирования без вывода объекта из эксплуатации, что в некоторых случаях позволит существенно упростить для заказчика процедуру проведения технического диагностирования действующего оборудования без потери эффективности контроля;
6. внедрение современных механизмов хранения и обработки эксплуатационной документации оборудования – автоматизированных баз данных.

ЧИТАТЬ ТАКЖЕ:

1. Шитов Д.В., Давыдова Д.Г., Журавлев Д.Б.  Повышение энергоэффектиности теплоносителей с применением систем мониторинга технологических параметров. Журн. Технадзор, 2014. №2. С. 108–109.
2. Шитов Д.В., Жуков А.В.  Локализация дефектов на оборудовании, работающем под давлением, с помощью метода акустической эмиссии. Журн. Химическая техника: Информационно-издательский центр «КХТ», 2012. №3. С.34.
3. Жуков А. В., Кузьмин А. Н., Стюхин Н. Ф. Контроль трубопроводов с применением метода акустической эмиссии. Журн. В мире неразрушающего контроля: Ежеквартальное журн. обозрение, 2009. №1. С. 29–31.
4. Кузьмин А. Н., Жуков А. В., Журавлев Д. Б. Акустико-эмиссионная диагностика магистральных газопроводов с применением тензометрии. Журн. В мире неразрушающего контроля: Ежеквартальное журн. обозрение, 2002. №4. С. 60–62.