?

Log in

No account? Create an account

Предыдущая запись | Следующая запись

Проблемы при оценке остаточного ресурса давно эксплуатируемого оборудования одинаковы абсолютно для всех отраслей промышленности. Главная задача, которую приходится решать оценщикам – определять, сколько, хотя бы приблизительно, еще могут эксплуатироваться оцениваемые конструкции и механизмы до того момента, когда они полностью придут в негодность. Главное при определении долговечности – выявить зоны концентрации напряжений (ЗКН), которые, в основном, и становятся причинами разрушения.

Тенденции в оценке ресурса

Как свидетельствуют официальные данные, если не в большинстве, то в очень многих отраслях промышленности используемое оборудование, а, главное, конструкции, исчерпали свой парковый ресурс. Особенно это ощущается в энергетике. Например, в 2002 году 90% оборудования ТЭС считалось выработавшим свой ресурс. С тех пор ситуация изменилась в лучшую сторону, но не кардинально – модернизация и техническое перевооружение не успевают за темпами старения. И хотя в различных отраслях различны и подходы к оценке остаточного ресурса, мы все же обозначим несколько общих тенденций:


  1. Последнее время специалисты все чаще переходят от вероятных методов, в основе которых лежит статистика отказов, к оценке на основе совокупности итогов разрушающего и неразрушающего контроля с поверочными расчетами на прочность.

  2. При оценке ресурса постепенно отказываются от дефектоскопии в пользу технической диагностики, методы которой опираются на механику разрушения, неразрушающего контроля (НК) и металловедения.

  3. Изношенное оборудование начинают обследовать полностью, ибо только так можно обнаружить потенциально опасные зоны.

Периодичность проверки оборудования и ее масштабность определяются двумя факторами: во-первых, расчетным ресурсом оборудования, уровнем его износа, а во-вторых, наличием свободных средств для этой процедуры, а также методов контроля. И лишь на производствах повышенной опасности, например, таких как АЭС, имеются четко регламентированные инструкции на предмет частоты контроля за оборудованием, что, впрочем, не исключает проблем с определением предельного состояния металла.

Методики расчета

На сегодняшний день существует четыре методики проверки металла на прочность. Первая: долговечность металла рассчитывается по скорости его коррозии. Вторая: рассчитывается трещиностойкость материала. Третья: усталость металла. Четвертая методика состоит в расчете узлов механизма, функционирующего в условиях ползучести.

Все они имеют существенный недостаток – данные методики не предлагают низкий уровень допустимых напряжений. К тому же предполагается независимый друг от друга расчет коррозии, ползучести и усталости, что в итоге значительно искажает реальные данные о прочности металла, ибо все вышеуказанные процессы происходят, как правило, вместе, а не по отдельности, в различной степени сочетаемости.

Отказ от дефектоскопии в пользу технической диагностике, имеющей комплексный подход, в который входит установление природы и качества дефектов, определение внутренних напряжений, структурно-механических особенностей материала окончательно не произошел именно из-за малой информативности средств контроля напряженно-деформированного состояния оборудования.

Разумеется, свойства металла наиболее целесообразно изучать в ЗКН. Но обнаружить зоны концентрации напряжений методами НК (а к таковым относится УЗК, рентген, шумы Баркгаузена и прочее) невозможно, та как, например, газо- и нефтепроводы имеют протяженность в сотни тысяч километров, и зачистить все эти трубы, простучать, «просветить» физически нереально.

Эти методы НК, малоэффективные для обнаружения дефектов, тем более непригодны для диагностирования «преддефектного» состояния материала, когда в нем уже произошли необратимые процессы, и разрушение вот-вот произойдет в самом неожиданном месте. Традиционные методы НК настолько неинформативны что попросту не способны установить это «преддефектное» состояние.

На сегодня насчитывается около двух десятков методов неразрушающего и частично разрушающего взятия проб. И каждый из них имеет детальный порядок отбора этих проб, но не одним из них четко не предусмотрено определение зоны, из которой эту пробу надо брать. Поэтому при оценке специалисты дают заключение о состоянии металла лишь в той точке, из которой они брали пробу, и не могут применить данное заключение не только ко всему объекту, но даже к какому-то отдельному его элементу. Посему стараются брать пробу на наиболее вероятном участке разрушения, а чаще – на отрезке, где металл ранее уже был поврежден.

В поиске ЗКН

Выше уже писалось, что главную угрозу для оборудования представляют ЗКН, которые на начальной стадии имеют вид линий, ширина и глубина которых не превышает нескольких микрон. Шанс, что пробу металла возьмут именно из такой ЗКН крайне ничтожен. Данную задачу можно решить лишь при полном обследовании объекта высокочувствительными методами, что практически не реально. Таким образом напрашивается вывод: из-за невозможности точно обнаружить зоны концентрации напряжений поверочный расчет на прочность не может быть эффективным и проведение его вряд ли целесообразно.

Анализ методов НК наглядно показал их невысокую результативность. Во всем мире диагностические центры пытаются находить иные пути, дающие возможность отслеживать напряженно-деформированное состояние оборудования, и именно этим обусловлен отказ от дефектоскопии в пользу технической диагностике с применением иных методов контроля и подходов. Однако по сей день 100-процентно результативных методов так и не разработано. Сегодня все большее число специалистов склоняется к пассивным методам НК, таким как акустическая эмиссия и метод магнитной памяти металла. Последний считается более информативным – он дает возможность получить данные о фактическом напряженно-деформированном состоянии объекта, что дает возможность более точно выяснить причину образования ЗКН.

Читать на сайте 1CERT.RU

Recent Posts from This Journal