zapogi.ru 1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

___________________________________________________________________________
А.В. Рудаченко


МОНИТОРИНГ ОБОРУДОВАНИЯ

ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА


Конспект лекций для специальности

130500.14 «Надежность газонефтепроводов и хранилищ»

2009

Лекция 1


ВВЕДЕНИЕ
Диагноз в переводе с греческого «диагнозис» озна­чает распознавание, определение. В медицине, напри­мер, это — определение состояния человека, а в техни­ке - определение состояния объекта технической природы. Объект, состояние которого определяется, бу­дем называть объектом диагноза. Диагноз представ­ляет собой процесс исследования объекта диагноза. Завершением этого исследования является получение ре­зультата диагноза, т. е. заключения о состоянии объекта диагноза. Характерными примерами результатов диагноза состояния технического объекта являются заклю­чения вида: объект исправен, объект неисправен, в объ­екте имеется такая-то неисправность.

Диагностика есть отрасль знаний, включающая в се­бя теорию и методы организации процессов диагноза, а также принципы построения средств диагноза. Когда объектами диагноза являются объекты технической при­роды, говорят о технической диагностике.

Техническая диагностика – отрасль знаний, включающая в себя теорию и методы определения состояния объектов технической природы, а также принципы построения средств диагноза

Чтобы более четко увидеть область, охватываемую технической диагностикой, рассмотрим три типа задач по определению состояния технических объектов.

К первому типу относятся задачи по определению со­стояния, в котором находится объект в настоящий мо­мент времени. Это - задачи диагноза. Задачами второ­го типа являются задачи по предсказанию состояния, в котором окажется объект в некоторый будущий момент времени. Это - задачи прогноза (от греческого «прогнозис» — предвидение, предсказание). Наконец, к третьему типу относятся задачи определения состоя­ния, в котором находился объект в некоторый момент времени в прошлом. По аналогии можно говорить, что это задачи генеза (от греческого «генезис» - происхож­дение, возникновение, процесс образования).


Задачи первого типа формально следует отнести к технической диагностике, а второго типа — к техниче­ской прогностике (или, как чаще говорят, к техническо­му ^прогнозированию). Тогда отрасль знания, которая должна заниматься решением задач третьего типа, есте­ственно назвать технической генетикой (по гречески термин «генетикос» означает «относящийся к рождению, происхождению»).

Задачи технической генетики возникают, например, в связи с расследованием аварий и их причин, когда настоящее состояние объекта отличается от состояния, в котором он оказался в прошлом в результате появле­ния первопричины, вызвавшей аварию.

Таким образом, знание состояния в настоящий мо­мент времени является обязательным как для генеза, так и для прогноза. Поэтому техническая диагностика представляет собой основу технической генетики и тех­ничеcкой прогностики, и естественно, что последние раз­виваются в тесной связи с первой.

В «жизни» любого объекта всегда можно выделить три этапа: этап производства, когда объект создается, этап эксплуатации, когда объект применяется по на­значению и этап хра­нения объекта или пребывания его в резерве

Во многих случаях необходимо убеждаться в том, что объект исправен, т. е. в нем нет ни одной неисправ­ности. Это - проверка исправности объекта. На этапе производства, например, проверка исправности позволя­ет узнать, содержит ли созданный объект дефектные компоненты (детали, элементы, блоки, узлы и т. п.), а их монтаж — ошибки. В условиях ремонта про­верка исправности позволяет убедиться, действительно ли устранены при ремонте все имевшиеся в объекте неисправности, а в условиях хранения — не возникли ли какие-либо неисправности за время хранения объекта.

На этапе эксплуатации при профилактике объекта, перед применением его по назначению или после такого применения в ряде случаев необходимо убеждаться в том, что объект в состоянии выполнять все функции, предусмотренные его рабочим алгоритмом функциони­рования. Это — проверка работоспособности объекта.


На этапе эксплуатации в процессе выполнения объ­ектом его рабочего алгоритма функционирования часто необходимо осуществлять проверку правильности функ­ционирования объекта, т. е. следить за тем, не появи­лись ли в объекте неисправности, нарушающие его нормальную работу в настоящий момент времени.

Одной из важнейших задач диагноза состояния объ­екта является поиск неисправностей, т. е. указание мест и, возможно, причин возникновения имеющихся в объ­екте неисправностей. Поиск неисправностей необходим для выявления и замены дефектных компонент или свя­зей объекта, для устранения ошибок монтажа и т. п. После устранения неисправности объект становится исправным, работоспособным или правильно функцио­нирующим. Поиск неисправностей является существен­ной составляющей деятельности служб наладки на этапе производства и ремонтных служб на этапах эксплуата­ции или хранения объектов.

Диагноз технического состояния объекта осуществ­ляется при помощи тех или иных средств диагноза. Вза­имодействующие между собой объект и средства диаг­ноза образуют систему диагноза.

Будем различать системы тестового диагноза, отли­чительная особенность которых состоит в возможности подачи на объект диагноза специально организуемых (тестовых) воздействий от средств диагноза, и системы функционального диагноза, в которых подача воздейст­вий на объект от средств диагноза не производится (по­ступают только рабочие воздействия, предусмотренные рабочим алгоритмом функционирования объекта). Си­стемы тестового диагноза обычно решают задачи про­верки исправности, проверки работоспособности и по­иска неисправностей (всех или только нарушающих работоспособность) и работают тогда, когда объект не применяется по прямому назначению. Системы функцио­нального диагноза используются, как правило, для решения задач проверки правильности функционирования и поиска неисправностей, нарушающих нормальное функционирование. При тестовом диагностировании на объект подают спе­циально организованные тестовые воздействия от средств диаг­ностики и анализируют соответствующие реакции. Это применя­ется при контроле работоспособности систем энергообеспечения, автоматики и телемеханики, отдельных исполнительных меха­низмов.


При функциональном диагностировании тестового воздейст­вия на объект от средств диагностики не производится, а вос­принимаются только рабочие воздействия от самого объекта. Например, для насоса измеряются и анализируются давления, потребляемая мощность, подача, вибрация, температура отдель­ных элементов и другие параметры, которые используются в алгоритме функционирования машины. Здесь также необходимо учитывать режим работы объекта.

При диагностировании необходимо определять количествен­ные показатели измеряемых параметров с оценкой погрешности на каждом рабочем режиме. Когда поддержание фиксированных режимов работы объекта затруднительно, диагностирование ве­дут при изменяющихся по случайному закону режиме с опреде­лением характеристик случайных функций контролируемых ве­личин.

Основная цель технической диагностики состоит в организации эффективных процессов диагноза техни­ческого состояния сложных объектов.

Одним из факторов, существенно влияющих на эф­фективность процесса диагноза, является качество алго­ритмов диагноза.

Эффективная организация процессов диагноза техни­ческого состояния сложных объектов на всех этапах их жизни требует совместного применения систем функ­ционального и тестового диагноза.

Без систем тестового диагноза невозможно обойтись на этапе изготовления и при ремонте объектов диагно­за. Системы функционального диагноза дают возмож­ность немедленно реагировать на нарушение правильно­сти функционирования объекта и путем за­мены отказавших узлов, включения резерва, повторного выполнения операций, перехода на другой режим функ­ционирования и т. п. во многих случаях позволяют обес­печить нормальное или хотя бы частичное, (т.е. с по­терей качества) выполнение объектом возложенных на него функций даже при наличии неисправностей в нем.
ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

Согласно ГОСТ 20911-89 [34] устанавливаются следующие термины и определения основных понятий в области техниче­ского диагностирования и контроля технического состояния объ­ектов.


Объект технического диагностирования (контроля техни­ческого состояния). Изделие и (или) его составные части, под­лежащие (подвергаемые) диагностированию (контролю).

Техническое состояние объекта (техническое состояние). Состояние, которое характеризуется в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды значения­ми параметров, установленных технической документацией на объект.

Техническая диагностика (диагностика). Область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения техниче­ского состояния объектов.

Техническое диагностирование (диагностирование). Опре­деление технического состояния объекта.

Контроль технического состояния (контроль). Проверка соответствия значений параметров объекта требованиям техниче­ской документации и определение на этой основе одного из заданных видов технического состояния в данный момент вре­мени.

П р и м е ч а н и е. Видами технического состояния являются, например, исправное, работоспособное, неисправное, неработоспособное и т.п. в зависимости от значений параметров в данный момент времени.

Контроль функционирования. Контроль выполнения объек­том части или всех свойственных ему функций.

Прогнозирование технического состояния. Определение технического состояния объекта с заданной вероятностью на предстоящий интервал времени.

Примечание. Целью прогнозирования технического со­стояния может быть определение с заданной вероятностью ин­тервала времени (ресурса), в течение которого сохранится рабо­тоспособное (исправное) состояние объекта или вероятности со­хранения работоспособного (исправного) состояния объекта на заданный интервал времени.

Технический диагноз (результат контроля). Диагноз. Ре­зультат диагностирования.

Рабочее техническое диагностирование. Рабочее диагно­стирование. Диагностирование, при котором на объект подают­ся рабочие воздействия.


Тестовое техническое диагностирование. Тестовое диагно­стирование. Диагностирование, при котором на объект подают­ся тестовые воздействия.

Экспресс-диагностирование. Диагностирование по ограни­ченному числу параметров за заранее установленное время.

Средство технического диагностирования (контроля техни­ческого состояния). Аппаратура и программы, с помощью ко­торых осуществляется диагностирование (контроль).

Приспособленность объекта к диагностированию (контро­лепригодность). Свойство объекта, характеризующее его при­годность к проведению диагностирования (контроля) заданными средствами диагностирования (контроля).

Система технического диагностирования (контроля техни­ческого состояния) или система диагностирования (контро­ля). Совокупность средств, объекта и исполнителей, необходи­мая для проведения диагностирования (контроля) по правилам, установленным в технической документации.

Автоматизированная система технического диагностирова­ния (контроля технического состояния) или автоматизирован­ная система диагностирования (контроля). Система диагно­стирования (контроля), обеспечивающая проведение диагности­рования (контроля) с применением средств автоматизации и участием человека.

Алгоритм технического диагностирования (контроля техни­ческого состояния). Совокупность предписаний, определяющих последовательность действий при проведении диагностирования (контроля).

Диагностическое обеспечение. Комплекс взаимоувязанных правил, методов, алгоритмов и средств, необходимых для осу­ществления диагностирования на всех этапах жизненного цикла объекта.

Диагностическая модель. Формализованное описание объек­та, необходимое для решения задач диагностирования.

Диагностический (контролируемый) параметр. Параметр объекта, используемый при его диагностировании (контроле).

Достоверность технического диагностирования (контроля технического состояния). Степень объективного соответствия результатов диагностирования (контроля) действительному тех­ническому состоянию объекта.


Полнота технического диагностирования (контроля техни­ческого состояния). Характеристика, определяющая возмож­ность выявления отказов (неисправностей) в объекте при вы­бранном методе его диагностирования (контроля).

Глубина поиска места отказа (неисправности). Характери­стика, задаваемая указанием составной части объекта с точно­стью, до которой определяется место отказа (неисправности).

Техническая диагностика базируется на общей теории распо­знавания образов и теории контролепригодности.

Теория распознавания в составе технической диагностики включает разделы, связанные с построением диагностических моделей, правил принятия решений об отнесении объектов к определенным классам состояний, алгоритмов распознавания состояний.

В процессе диагностирования устанавливается состояние объ­екта: исправное, работоспособное, предельное. Согласно ГОСТ 27.002-89 [25] устанавливаются следующие понятия.

Работоспособное состояние (работоспособность) - состоя­ние оборудования, при котором значения всех параметров, ха­рактеризующих способность выполнять заданные функции, со­ответствуют требованиям нормативно-технической и (или) кон­структорской (проектной) документации.

Неработоспособное состояние (неработоспособность) - со­стояние оборудования, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Исправное состояние (исправность) - состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документа­ции.

Неисправное состояние (неисправность) - состояние объек­та, при котором он не соответствует хотя бы одному из требова­ний нормативно-технической и (или) конструкторской (проект­ной) документации.

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспо­собного состояния оборудования.


Эксплуатационный показатель надежности - показатель на­дежности, точечная или интервальная оценка которого опреде­ляется по данным эксплуатации. В зависимости от природы контролируемых параметров объ­ектов контроля различают параметрические и физические мето­ды диагностирования.

Параметрические методы бази­руются на контроле основных выходных и входных параметров, а также внутренних параметров, характеризующих правильное или неправильное функционирование объекта. Эти методы обеспечивают контроль объекта как при эксплуатации, так и в нерабочем со­стоянии. К параметрическим относятся методы контроля работоспо­собности в целом насосов, электродвигателей, а также отдель­ных элементов электроустановок и арматуры. Отдельные эле­менты электроустановок, изоляция, сопротивления, резисторы, как правило, контролируются в нерабочих состояниях объектов.

Физические методы основаны на контроле характеристик тех явлений в объекте, которые являются следствием его правильно­го или неправильного функционирования (нагрев, напряженно-деформированное состояние, магнитные, электрические поля, шумы, вибрации и т.д.). Физические методы принято называть методами неразру­шающего контроля. Физические методы, также разделяют на две группы. Первая используется для контроля деталей объектов при их нерабочем состоянии, а вторая - при статических режимах работы объектов контроля.

В нерабочих состояниях объекта физические методы контро­ля обеспечивают определение скрытых механических поврежде­ний и дефектов в деталях (появление скрытых сквозных и не­сквозных микротрещин, внутренних раковин, пор и посторонних включений, надломов и т.д.). Для этих целей нашли широкое распространение магнитометрические, капиллярные, магнитные, токовихревые, ультразвуковые, рентгенографические и оптические методы.

Физические методы для контроля объектов в их рабочих со­стояниях обеспечивают выявление недопустимых износов и по­вреждений в подвижных деталях механизмов (подшипниках, кривошипных механизмах). К таким методам относятся тепловые и акустические и др. методы контроля.


Контроль состояния деталей механизмов неразрушающими методами называется дефектоскопическим. Как правило, такой контроль осуществляется на стадиях ремонта насосов, арматуры, электродвигателей или их деталей и узлов. При таком контроле определяют механические повреждения, зоны, в которых возни­кают эксплуатационные дефекты (микротрещины, высокие на­пряжения).

КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕФЕКТОВ ОБОРУДОВАНИЯ ГАЗОНЕФТЕПРОВОДОВ И ГАЗОНЕФТЕХРАНИЛИЩ

Дефектом называется каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией (ГОСТ 17102–71). Дефекты подразделяют на явные, скрытые, критические, значительные и малозначительные, исправимые и неисправимые.

Явные поверхностные дефекты определяют визуально, а внутренние, скрытые и поверхностные, не различимые глазом, – с помощью специальных средств.

Выявленные дефекты в зависимости от возможного влияния их на служебные свойства детали могут быть критическими, значительными и малозначительными. При классификации учитывают характер, размеры, место расположения дефекта на детали, особенности деталей и изделий, их назначение, условия эксплуатации.

Критическим называется дефект, при котором использование продукции по назначению невозможно или исключается из-за несоответствия требованиям безопасности или надежности. К значительным относятся дефекты, которые существенно влияют на использование продукции по назначению или на ее долговечность, но не является критическим; к малозначительным – дефекты, которые не оказывает такого влияния.

По происхождению дефекты изделий подразделяют на производственно-технологические, технологические и эксплуатационные. Дефекты первого вида связаны с изготовлением материала и заготовок изделий. Технологические дефекты связаны с изготовлением и ремонтом деталей (сваркой, пайкой, механической обработкой). Дефекты последнего вида возникают после некоторой работы изделия в результате усталости металла деталей, коррозии, изнашивания и т.д., а также неправильного технического обслуживания и эксплуатации.

Характеристики дефектов типа нарушения сплошности материала.
Дефекты прокатанного и кованого металла (производственно-технологические)

Рванины представляют собой разрывы или надрывы металла разнообразного очертания с рваными краями. Чаще расположены на кромках листов, профилей.

Закаты – вдавленные и закатанные в прокатываемом металле заусенцы или возвышения (бугорки) на поверхности. При этом металл заусенца или возвышения не сплавляется с основной массой проката. Закат, образовавшийся от заусенца, похож на продольную трещину, а от возвышения – на пленку металла.

Волосовины – мелкие внутренние или выходящие на поверхность трещины, образовавшиеся из газовых пузырей или неметаллических включений при прокатке или ковке. Они направлены вдоль волокон металла и в поперечном изломе, видны как точки. Встречаются волосовины во всех конструкционных сталях.

Расслоения – нарушения сплошности внутри металла, представляющие собой раскатанные крупные дефекты слитка (крупные газовые поры, скопления пузырей газа или неметаллических включений). Характерным для расслоения является то, что поверхность нарушения сплошности параллельна плоскости прокатки. Так, раскатанные скопления неметаллических включений дают

внутреннюю прослойку, разделяющую лист или профиль на две, три или несколько частей.

Флокены представляют собой волосные трещины, образующиеся внутри толстого проката или поковок из хрупких сталей. В мягких сталях флокены представляют собой поверхностные вздутия металла.

Внутренние разрывы – сравнительно крупные нарушения сплошности внутренней части заготовки, периодически повторяющиеся по ее длине. Разрывы возникают под влиянием сил растяжения вследствие неодинаковой деформации наружных и внутренних слоев прокатываемого металла с малой пластичностью (хрупких сталей). Разрывы, возникшие в начальной стадии прокатки, при дальнейшей значительной деформации могут образовать расслоения.


Трещины бывают одиночные и групповые, расположенные беспорядочно или идущие в определенном направлении. По длине они могут достигать нескольких метров; глубина трещин в зависимости от размеров проката, причин и условий возникновения дефекта – до 10–15 мм.

Плены прокатанного металла представляют собой тонкие плоские отслоения на его поверхности. В большинстве случаев плены имеют вид «языка», у которого уширенный и утолщенный конец составляет одно целое с основной массой металла. По размерам плены бывают от мелких едва заметных чешуек до 100 мм и более по длине и ширине (в толстых листах); толщина плен колеблется от десятых долей миллиметра до 3–5 мм и более. Причинами образования плен при прокатке могут быть неудовлетворительное качество слитков (наличие на поверхности отливки бугорков металла).
Дефекты, возникающие при различных видах соединения деталей (технологические).

Трещины в зоне сварного шва.

1. Горячие трещины в переходной зоне от шва к основному материалу – извилистые, в изломе имеют темный цвет, бывают сквозные и несквозные. Возникают при сварке сталей малой толщины (до 3 мм), склонных к образованию трещин при высоких температурах (выше 900 °С) вследствие неправильной технологии сварки, неудовлетворительной конструкции изделия или неправильного расположения швов.

2. Трещины в наплавленном металле – продольные и поперечные, в изломе имеют темный цвет. Причины образования: неправильно выбранная марка или неудовлетворительное качество присадочного материала или электродов; неправильные режимы и техника сварки; высокие внутренние напряжения в швах; наличие в швах пористости или шлаковых включений.

3. Мелкие трещины (микротрещины) в шве или надрывы по переходной зоне. Возникают вследствие неудовлетворительного качества электродов.

4. Трещины рихтовочные могут иметь любое направление, в изломе светлые. Причина образования – неправильная технология правки изделий, получивших коробление.


Непровар – отсутствие сплавления между основным и направленным металлом – в корне шва или по кромке, а также между отдельными слоями – проходами при многослойной сварке.

Поры и раковины в металле шва – пузыри (как правило, сферической формы) различного размера, заполненые газами (водород, окись углерода). Образуются из-за присутствия газов, поглощаемых жидким металлом сварочной ванны в процессе сварки.

Шлаковые включения в металле шва – небольшие объемы, заполненные неметаллическими веществами (шлаками, окислами). Размеры их колеблются от микроскопических до нескольких миллиметров. Форма может быть самой различной – от сферической до плоской, вытянутой в виде пленки.

Непропай – полное или частичное незаполнение паяльного зазора припоем.

Непроклей – отсутствие сцепления (склеивания) в отдельных участках клеевого соединения.
Дефекты, возникающие при различных видах обработки деталей.

Закалочные трещины – разрывы металла, возникающие при охлаждении деталей преимущественно сложной формы в процессе закалки из-за высоких внутренних напряжений.

Высокие и неравномерные внутренние напряжения при недостаточной жесткости детали вызывают коробление ее. Если же в детали имеются ослабленные сечения, то могут возникнуть и трещины. Наиболее вероятные места зарождения закалочных трещин – места с резким изменением сечения, острые углы. Однако трещины при закалке нередко могут появиться и на деталях простой конфигурации (например, гладких, цилиндрической формы). В этом случае причиной образования трещин могут быть дефекты материала (волосовины, шлаковые включения, флокены, микротрещины) или несоблюдение режимов термической обработки деталей.

Отличительными признаками закалочных трещин являются неопределенность их направления и извилистая форма.

Шлифовочные трещины – группа мелких и тонких разрывов, как правило, в виде сетки на шлифованной поверхности металла. Возникают при шлифовании абразивными кругами сталей некоторых марок, склонных к образованию трещин.


При шлифовке трещины возникают по двум причинам:

из-за неправильных режимов термообработки детали, например очень резкого охлаждения, приводящего к значительным внутренним напряжениям.

Вследствие местного перегрева металла при нарушении режимов шлифования – применение неподходящего для данного материала или «засаленного» круга; чрезмерное повышение подачи (давлений), скорости шлифования (продолжительные задержки камня на одном месте) или недостаточное охлаждение.

Надрывы – неглубокие трещины, возникающие в деталях в результате холодной деформации металла, например при сверлении или развертке отверстий тупым сверлом или разверткой, накатке резьбы, изготовлении пружин, холодной штамповке, особенно когда материал имеет недостаточно высокие пластические свойства.

Дефекты, возникающие при эксплуатации (эксплуатационные).

Трещины усталости являются наиболее распространенными эксплуатационными дефектами. Основная причина усталостных разрушений деталей – действие высоких переменных напряжений. Трещины усталости возникают, как правило, при конструктивной недоработке деталей и узлов в местах концентрации напряжений: по галтелям, в местах с резкими переходами сечений и наличием подрезов, у основания резьбы и зубьев шестерен, в углах шпоночных канавок, у отверстий для смазки или в местах других конструктивных или технологических концентраторов напряжений. Трещины усталости появляются также в местах дефектов металлургического и технологического происхождения или следов грубой механической обработки поверхности (глубоких рисок, следов резцов и т.п.).

Трещины усталости различаются по внешнему виду. Чаще всего они бывают двух типов:

поперечные или кольцевые трещины, развивающиеся на цилиндрических деталях по окружности в сечении, перпендикулярном к оси детали;

трещины, расположенные под углом к оси детали.

Трещины ползучести распространяются по границам зерен, встречаются на деталях из жаропрочных материалов и других сплавов, работающих при высоких температурах. Основная причина их образования – перегрев материала.


Термические трещины возникают при резких сменах температуры, а также при недостаточной смазке или при заедании (схватывании) поверхностей трущихся деталей, в результате чего поверхности последних нагреваются до высоких температур.

Трещины термической усталости характерны для деталей из жаропрочных сплавов, по внешнему виду похожи на термические трещины, возникают в результате циклически изменяющегося теплового состояния (нагрева и охлаждения).

Коррозионное растрескивание возникает в агрессивных коррозионных средах в виде единичных трещин различной длины и глубины, которые при определенных условиях могут слиться, образуя очаго­вую трещину.

Трещины - надрывы в поверхностном слое металла образуются в результате высоких приложенных напряжений (растяжение, изгиб, кручение), когда нагрузка превышает прочность детали, например при нарушении технологии правки детали, при перегрузке детали в эксплуатации (работа в нерасчетном режиме).
Характеристики дефектов типа потери материала.

Подобные дефекты связаны с любым изменения толщины детали или конструктивного элемента (стенки трубы), характеризующееся локальным утонением в результате механического или коррозионного повреждения или обусловленное технологией изготовления. К ним относятся:

- Коррозионные поражения. Возникают при длительном поверхностном взаимодействии с коррозионной средой. Степень коррозионного поражения зависит от наличия агрессивных сред, качества защитных покрытий и др. В эксплуатации коррозией часто поражены закрытые, внутренние полости, труднодоступные для осмотра.

Сплошная поверхностная коррозия;

Сквозная коррозия;

Язвенная коррозия;

Питтинговая коррозия;

- Риски (царапина, задир) – дефекты поверхности в виде углубления с уменьшением толщины материала, образованный перемещающимся по поверхности твердым телом.

Дефекты геометрии.


К ним относятся дефекты, связанные с изменением формы тела:

"Вмятина" - уменьшение проходного сечения трубы длиной не более 1,5 номинального диаметра трубы, возникшее в результате механического воздействия, при котором не происходит излома оси нефтепровода.

"Гофр" - чередующиеся поперечные выпуклости и вогнутости стенки трубы, возникшие при изгибающих нагрузках, приводящие к излому оси и уменьшению проходного сечения нефтепровода.

"Овальность" – дефект геометрии длиной 1,5 номинального диаметра трубы и более, при котором сечение трубы имеет отклонение от окружности, а наибольший и наименьший диаметры находятся во взаимно перпендикулярных направлениях. Овальность определяется как разность между значением номинального наружного диаметра Dн и значением минимального измеренного наружного диаметра трубы d (2,5 % макс. О= (Dн- Dмин)/ Dн х 100% 1% Dн при ?<20мм и 0,8%)
Лекция 2

РАНЖИРОВАНИЕ ДЕФЕКТОВ ПО СТЕПЕНИ ОПАСНОСТИ
Дефекты, обнаруженные в результате диагностики линейной части МНГП подразделяются на дефекты, подлежащие ремонту (ДПР), из которых по степени опасности выделяются дефекты первоочередного ремонта (ПОР).

Дефектами, подлежащими ремонту, являются дефекты труб, соединительные детали, установленные на магистральных и технологических нефтепроводах, параметры которых не соответствуют требованиям СНиП, ГОСТ, ВСН, и других нормативных документов.

Дефектами первоочередного ремонта являются дефекты, представляющие повышенную опасность для целостности нефтепровода при его эксплуатации и подлежащие ремонту в первую очередь для восстановления несущей способности трубы.

Комбинированными дефектами являются комбинации из приведенных дефектов. К таким дефектам относятся:


  • вмятины и гофры в сочетании с риской, потерей металла, расслоением или трещиной;
  • овальность в сочетании с вмятиной, гофром;


  • вмятины и гофры, примыкающие или находящиеся на сварном шве;

  • аномалии сварных швов в сочетании со смещениями;

  • аномалии сварных швов в сочетании с коррозионной потерей металла;

  • расслоение, примыкающее к дефектному сварному шву.

Дефект считается примыкающим к сварному шву, если минимальное расстояние от границы дефекта до границы сварного шва не превышает 4-х толщин стенки трубы в районе дефекта.

К дефектам нефтепровода относятся недопустимые конструктивные элементы, соединительные детали, не соответствующие требованиям нормативных документов:

  • тройники полевого изготовления;

  • плоские и другие заглушки и днища;

  • сварные секторные отводы;

  • переходники;

  • патрубки с арматурой, не соответствующие действующим нормам и правилам;

  • заплаты вварные и накладные всех видов и размеров;

  • накладные элементы из труб ("корыта"), приваренные на трубы и другие конструктивные элементы, не разрешенные настоящими нормативными документами. Такие соединительные детали классифицируются как дефекты ПОР.

Приварные элементы (вантузы не по РД, «чопики», монтажные петли и др.), не соответствующие требованиям нормативных документов, на линейной части МН, нефтепроводах НПС и нефтебаз также классифицируются как дефекты ПОР.
ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЫБОР МЕТОДОВ ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

При выборе метода или комплекса методов для дефектоскопического контроля конкретных деталей или узлов необходимо учитывать, кроме специфических особенностей и технических возможностей каждого метода, следующие основные факторы: характер (вид) дефекта и его расположение, условия работы деталей, материал детали, состояние и чистоту обработки поверхности, форму и размер детали.

Характер (вид) подлежащих выявлению дефектов – важный фактор при выборе метода. В зависимости от происхождения дефекты различаются размерами, формой и средой, заполняющей их полости. Поэтому, учитывая особенности дефекта, который необходимо обнаружить, выбирают метод НК для надежного его выявления. Так, для обнаружения поверхностных трещин с малой шириной раскрытия (0,5–5 мкм) на деталях из ферромагнитных материалов наиболее эффективным является магнитный, а из немагнитных материалов – токовихревой или капиллярный метод и совершенно непригоден, например, рентгенографический. Для выявления внутренних скрытых дефектов целесообразно применять радиационные или ультразвуковые методы.


Место расположения возможных дефектов на детали.

Дефекты подразреляют на поверхностные, подповерхностные (залегающие на небольшой глубине до 0,5–1 мм) и внутренние (залегающие на глубине более 1 мм).

Для выявления поверхностных дефектов применимы все методы, но в ряде случаев наиболее эффективны из них магнитопорошковый и капиллярные. Для обнаружения подповерхностных дефектов эффективны ультразвуковой, токовихревой, магнитопорошковый, а внутренних – только ультразвуковой и методы просвечивания ионизирующими излучениями.

Условия работы детали – учет условий работы деталей позволяет определить критические места конструкции и обратить на эти места особое внимание при выборе метода и проведении контроля.

Физические свойства материала деталей – это постоянно действующий фактор, определяющий в значительной степени выбор метода НК. Так, для применения магнитопорошкового метода материал детали должен быть ферромагнитным. Для токовихревого контроля материал должен быть электропроводным. Для ультразвукового контроля материал должен быть однородным, мелкозернистым по структуре, для капиллярных методов – должен быть непористым и стойким к воздействию органических растворителей. Применение методов просвечивания ионизирующими излучениями ограничивается лишь толщиной материала.

Состояние и чистота обработки контролируемой поверхности. Чувствительность методов, особенно магнитопорошковых и капиллярных, зависит от чистоты обработки контролируемой поверхности и наличия на ней защитных покрытий. Для обнаружения трещин при капиллярном контроле необходимо обязательно удалять лакокрасочное покрытие.

Форма и размеры контролируемых деталей. Детали простой формы можно проверять всеми методами. Крупногабаритные изделия контролируют, как правило, по частям.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ МЕТОДОВ ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

Важнейшими характеристиками технических возможностей методов контроля являются: чувствительность и разрешающая способность метода, достоверность результатов контроля, надежность аппаратуры и простота технологического процесса контроля, производительность контроля, требования по технике безопасности и требования к квалификации специалистов по проведению контроля.


Чувствительность метода определяется наименьшими размерами выявляемых дефектов:

у поверхностных – шириной раскрытия у выхода на поверхность, протяженностью в глубь металла и по поверхности детали;

у глубинных – размерами дефекта с указанием глубины залегания.

Чувствительность зависит в основном от особенностей метода неразрушающего контроля (НК), технических данных применяемой аппаратуры и дефектоскопических материалов, чистоты обработки поверхности контролируемой детали, ее материала, условий контроля и других факторов.

Разрешающая способность дефектоскопа определяется наименьшим расстоянием между двумя соседними минимальными выявляемыми дефектами, для которых возможна их раздельная регистрация. Измеряется она в единицах длины или числом линий на 1 мм.

Достоверность результатов дефектоскопического контроля определяется вероятностью пропуска деталей с явными дефектами или необоснованной браковкой годных деталей. При проверке дефектоскопа на достоверность результатов контроля ответственной продукции обращают особое внимание на случаи не обнаружения дефектов.