Применение метода акустической-эмиссии при экспертизе промышленной безопасности сосудов

Журавлев Д.Б., Жуков А.В., Кузьмин А.Н.

//Журнал "ТехНадзор" №8 август 2008г.

«БЕЗОПАСНЫЙ - верный, надежный, не могущий причинить зла или вреда»

В.И. Даль. Толковый словарь 

В связи с большими сроками эксплуатации опасных производственных объектов (ОПО) и возрастающей с каждым годом интенсивностью аварийных отказов, связанных с образованием в металле эксплуатационных дефектов, регламентного технического освидетельствования конструкции становится явно недостаточно из-за больших интервалов между обследованиями и применением устаревших локальных методов контроля. 

В настоящее время все больший интерес у заказчиков экспертизы промышленной безопасности (ЭПБ) вызывает вопрос профессиональной оценки надежности действующего оборудования. Решение этой задачи невозможно без использования современных технологий и способов неразрушающего контроля и диагностики. В данной статье на примере сосудов высокого давления будут рассмотрены вопросы определения их реального технического состояния.  

Не секрет, что программы технического диагностирования разрабатываются специализированными организациями, выполняющими работы по техническому диагностированию, и подлежат согласованию в установленном порядке. Но, зачастую, для проведения диагностики выбираются традиционные локальные методы неразрушающего контроля, применение которых в большинстве случаев дает достоверную информацию о существующих дефектах, и использование которых давно апробировано у большинства диагностических фирм. Но что делать, когда участки контроля находятся в недоступной области или требуют колоссальных затрат со стороны эксплуатирующей организации для их подготовки? Как определить реальное состояние крупногабаритного объекта контроля, применяя лишь локальные методы НК в предполагаемых местах скопления в процессе эксплуатации напряжений?  

Многие диагностические фирмы имеют в своем штате высококвалифицированных специалистов в самых разных областях НК, экспертов по технической диагностике, кандидатов наук и других профессионалов, которые единогласно сходятся во мнении о необходимости развития и усовершенствования существующих методик контроля. Но, зачастую, коммерческая сторона вопроса затмевает даже мысль привлечения к работе современных, интегральных методов контроля. Данные методы дают полную информацию об объекте, и позволяют эксперту, выдающему независимую оценку о состоянии объекта, адекватно сопоставлять все полученные при проведении экспертизы результаты, давать заключение о соответствии объекта требованиям промышленной безопасности.  

Одним из таких методов, обеспечивающих контроль всего объекта (сосуда) с использованием одного или нескольких преобразователей, неподвижно установленных на поверхности объекта, является метод акустической эмиссии (АЭ). Данный метод предписан к применению при проведении диагностирования технического состояния сосудов РД 03-421-01 [1] и является рекомендуемым при гидравлических испытаниях сосудов, а в случае пневматических испытания - обязательным. Так как, гидравлические испытания сосудов периодически проводятся при их техосвидетельствовании и тем более, при проведении экспертизы промышленной безопасности, то применение метода акустической эмиссии не требует дополнительного вывода сосуда из эксплуатации, а, в большинстве случаев, может проводиться в рабочем режиме.

Метод АЭ обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся дефектов, поэтому он позволяет классифицировать дефекты не по размерам, а по степени их опасности [2]. При правильной настройке аппаратуры и соответствующем выборе локационных схем возможно определение местоположения дефекта с точностью до сантиметра. Интегральность метода позволяет регистрировать дефекты не только в сварных швах, но и во всем сосуде (околошовных зонах, врезках, местах скопления напряжений и просто основном металле). Широкополосность регистрируемого спектра сигналов позволяет разделять дефекты по их частотным характеристикам и тем самым улучшать избирательную функцию определенных дефектов, будь то поиск развивающихся дефектов, либо поиск микроскопической течи рабочего продукта через дефекты сосуда, запорно-регулирующую арматуру, либо соединительные уплотнения. Также следует отметить, что положение и ориентация существующего дефекта не влияет на его выявляемость, что позволяет регистрировать дефекты как выходящие на поверхность, так и расположенные внутри металла (на глубине более 100-200мм), о чем свидетельствуют результаты применения метода АЭ (см. статью «Новые методы дефектоскопии», журнал «Технадзор», №12 ноябрь 2007г.) [3].  

Опыт использования акустико-эмиссионного контроля сосудов при техническом диагностировании в рамках проведения ЭПБ позволяет с уверенностью заявлять, что в настоящее время уже вполне доступно:  

• контролировать весь сосуд целиком без вывода его из эксплуатации; 
• регистрировать именно развивающиеся дефекты, как наиболее опасные для эксплуатации сосуда, а впоследствии, в совокупности с дополнительным дефектоскопическим контролем традиционными методами давать реальную оценку степени их опасности;  
• следить за развитием в процессе рабочей эксплуатации (в режиме мониторинга) уже существующих, ранее обнаруженных дефектов в сосуде, для продления ресурса его эксплуатации. 

Литература:

1.  РД 03-421-01 Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов.  
2.  ПБ 03-593-03 Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлом и технологических трубопроводов»  
3.  Журнал «Технадзор», №12 ноябрь 2007г.