Визуальный и измерительный контроль. Методы и средства технической диагностики

Методы и средства технической диагностики

Цели и задачи технической диагностики в системе экспертизы промышленной безопасности

Техническая диагностика. Основные понятия и определения

Техническое диагностирование оборудования. Неразрушающий контроль металла и сварных соединений

Техническая диагностика — молодая наука, возникшая в последние десятилетия в связи с потребностями современной техники. Все возрастающее значение сложных и дорогостоящих технических систем, применяемых при добыче, транспортировке и переработке нефти и газа, требования их безопасности, безотказности и долговечности делают весьма важной оценку состояния системы, ее надежности.

Уровень безопасности связан со свойствами перерабатываемых веществ, режимами и условиями эксплуатации оборудования, его техническим состоянием. Техническая диагностика является одним из основных элементов системы управления промышленной безопасностью в России. Общие требования по безопасности промышленных объектов установлены Федеральным законом Российской Федерации «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 20 июля 1997 г. Этот закон обязывает организации, эксплуатирующие опасные производственные объекты (к ним относятся все объекты нефтегазовой промышленности), проводить диагностику и испытания технических устройств, оборудования и сооружений в установленные сроки и в установленном порядке. Диагностика, в том числе с использованием методов неразрушающего контроля, может проводиться как самой эксплуатирующей организацией, так и с привлечением специализированной организации (имеющей соответствующую лицензию) в составе экспертизы промышленной безопасности. Надзор за безопасностью потенциально опасных производственных объектов осуществляется государственными надзорными органами: Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору, МЧС, Минэнерго, ГУПО МВД, каждым по своей части.

Техническая диагностика — наука о распознавании состояния технической системы, включающая широкий круг проблем, связанных с получением и оценкой диагностической информации. Термин «диагностика» происходит от греческого слова «», что означает распознавание, определение. В процессе диагностики устанавливается диагноз, т. е. определяется состояние больного (медицинская диагностика) или состояние технической системы (техническая диагностика). Согласно ГОСТ 20911-89, техническая диагностика — область знаний, охватывающих теорию, методы и средства определения технического состояния объектов.

Техн и ческая диагн о стика изучает и устанавливает признаки дефектов технических объектов, а также методы и средства обнаружения и поиска (указания местоположения) дефектов. Основной предмет технической диагностики — организация эффективной проверки исправности, работоспособности, правильности функционирования технических объектов (деталей, элементов, узлов, блоков, заготовок, устройств, изделий, агрегатов, систем, а также процессов передачи, обработки и хранения материи, энергии и информации), то есть организация процессов диагностирования технического состояния объектов при их изготовлении и эксплуатации, в том числе во время, до и после применения по назначению, при профилактике, ремонте и хранении.

Техническая диагностика – теория, методы и средства определения технического состояния объекта.

Диагностирование — одна из важных мер обеспечения и поддержания надёжности технических объектов.

Техническое диагностирование - определение технического состояния объекта.

Экспертное техническое диагностирование - техническое диагностирование объекта, выполняемое по истечении расчетного срока службы объекта или расчетного ресурса безопасной эксплуатации, а также после аварии или обнаруженных повреждений элементов, в целях определения возможных параметров и условий дальнейшей эксплуатации

Средства технического диагностирования (контроля технического состояния) - аппаратура, методы и программы, посредством которых осуществляется диагностирование (контроль технического состояния)

Система технического диагностирования (контроля технического состояния) - совокупность средств, объекта и исполнителей, необходимая для проведения диагностирования (контроля) по правилам, отраженным в технической документации

Диагностическое обеспечение - комплекс взаимосвязанных правил, методов, алгоритмов и средств, необходимых для осуществления диагностирования на всех этапах жизненного цикла объекта

Программа технического диагностирования (контроля технического состояния) - совокупность предписаний, определяющих последовательность действий при диагностировании (контроле)

Диагностирование технического состояния технологического оборудования может проводиться как функциональное (оперативное), которое выполняется в процессе эксплуатации обрудования, так и экспертное – для длительно проработавших технических устройств, отработавших расчетный срок службы.

Для надежного технического диагностирования необходимо иметь и знать:

1) информацию о свойствах материала с учетом явлений технологического наследования и физико-механического старения;

2) данные о взаимосвязи между свойствами материала и физическими явлениями, на которых основан метод контроля;

3) сведения о физических принципах метода, достоинствах и недостатках, пределе применения каждого из методов;

4) механизм разрушения в физических и механических аспектах;

5) способы регистрации, хранения и обработки дефектоскопических данных.

Целью технической диагностики являются определение возможности и условий дальнейшей эксплуатации диагностируемого оборудования и в конечном итоге повышение промышленной и экологической безопасности. Задачами технической диагностики, которые необходимо решить для достижения поставленной цели, являются:

- обнаружение дефектов и несоответствий, установление причин их появления и на этой основе определение технического состояния оборудования;

- прогнозирование технического состояния и остаточного ресурса (определение с заданной вероятностью интервала времени, в течение которого сохранится работоспособное состояние оборудования).

Таким образом, техническая диагностика решает обширный круг задач, многие из которых являются смежными с задачами других научных дисциплин. Основной проблемой технической диагностики является распознавание состояния технической системы в условиях ограниченной информации.

Решение перечисленных задач, особенно для сложных технических систем и оборудования, позволяет получить большой экономический эффект и повысить промышленную безопасность соответствующих опасных производственных объектов. Техническая диагностика благодаря раннему обнаружению дефектов позволяет предотвратить внезапные отказы оборудования, что повышает надежность, эффективность и безопасность промышленных производств, а также дает возможность эксплуатации сложных технических систем по фактическому техническому состоянию.

Методы диагностики технического состояния можно разделить на два принципиально отличающихся типа: разрушающие и неразрушающие. К методам разрушающего контроля обычно относят предпусковые или периодические гидравлические испытания аппаратов, а также механические испытания образцов металла, вырезанных из их элементов. При оценке технического состояния длительно проработавших аппаратов неразрушающие методы контроля обеспечивают получение наиболее существенной информации для прогнозирования ресурса их безопасной эксплуатации. Неразрушающие методы контроля предполагают применение физических методов контроля качества, не влияющих на работоспособность конструкции аппарата.

Цель неразрушающих методов контроля при изготовлении оборудования сводится к обнаружению дефектов и к постановке задачи по контролю и оценке качества материала в исходном состоянии. Неразрушающие методы контроля служат инструментом для улучшения качества конструирования и технологических процессов изготовления оборудования. При оценке ресурса безопасной эксплуатации длительно проработавшего оборудования также необходимо опираться на данные о реальной дефектности конструктивных элементов оборудования.

В настоящее время для обнаружения и идентификации дефектов используется широкий спектр методов неразрушающего контроля (НК). Современная классификация методов НК включает девять видов контроля: электрический, магнитный, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, визуально-измерительный, радиационный, акустический и проникающими веществам. По причинам конструктивного и эксплуатационного характера при диагностировании сварных аппаратов, трубопроводов, резервуаров используются, в основном, следующие методы НК: магнитный контроль; капиллярный контроль, акустический контроль (ультразвуковая дефектоскопия и толщинометрия, метод акустической эмиссии), радиационные методы (рентгеновский, гамма- и бета-излучением). При этом следует отметить, что радиационные методы применяются преимущественно на стадии изготовления аппаратов, а использование магнитного метода носит эпизодический характер. Руководящие документы по оценке текущего состояния нефтеперерабатывающего и нефтехимического оборудования предписывают использование в качестве основных методов ультразвуковой и капиллярной дефектоскопии, а остальные методы рассматривают как дополнительные.

Каждый из видов НК подразделяют на методы, отличающиеся следую­щими признаками:

- характером взаимодействия поля или вещества с объектом, определяющим соответствующие изменения поля или состояния вещества;

- параметром поля или вещества (первичным информативным параметром), измеряемым в процессе контроля;

- способом измерения параметра поля или вещества.

Ни один из методов НК не является универсальным. Каждый из них может быть использован наиболее эффективно для обнаружения определенных дефектов в заданных условиях. Например, многие из методов применимы для контроля некоторых типов материалов: радиоволновые — для радиопрозрачных диэлектрических материалов; электроемкостный — для неметаллических, плохо проводящих ток материалов; вихретоковый, электропотенциальный — для хороших электропроводников; магнитный — для ферромагнетиков; акустический — для материалов, обладающих небольшим затуханием звука соответствующей частоты, и т.д.

Чувствительность соответствующего метода НК оценивается наименьшими размерами выявляемых дефектов: для поверхностных — шириной раскрытия на поверхности детали, а также протяженностью и глубиной развития; для скрытых — размерами дефекта и глубиной его залегания. Сопоставление различных методов контроля можно проводить только в тех условиях, когда возможно при­менение нескольких методов. Перечень рекомендуемых методов НК приводится в нормативно-технических документах по технической диагностике конкретных объектов.

Для обеспечения единообразия проведения контроля в различных условиях, единства и требуемой точности получаемых результатов разработана система нормативно-технических документов. Она включает государственные стандарты, отраслевые стандарты, правила и методики контроля. В них регламентируются классификация методов НК, терминология, основные параметры средств контроля, методы и периодичность их метрологической поверки, методика проведения НК, требования к квалификации персонала и др.

Методы НК основаны на использовании физических явлений для обнаружения и определения параметров дефекта. В свою очередь неразрушающие методы контроля подразделяются на пассивные (интегральные) и активные (локальные).

К активным методам НК относятся методы, в которых измеряется изменение возбуждаемого физического поля, а к пассивным методам относятся методы, использующие свойства физического поля, возбуждаемого самым контролируемым объектом.

Локальные методы позволяют обнаружить дефект лишь на ограниченной площади, а интегральные методы способны проконтролировать весь крупногабаритный объект в целом.

Активными методами являются: визуальный и измерительный контроль, ультразвуковая дефектоскопия, магнитные, радиографические капиллярные, метод вихревых токов, электрический.

К пассивным относятся: тепловизионный, виброакустические методы и акустической эмиссии.

Рассмотрим кратко основные методы, применяемые для оценки технического состояния обоудования.

Визуальный контроль материала и сварных соединений выполняют с целью выявления поверхностных повреждений (трещин, коррозионных повреждений, деформированных участков, наружного износа элементов и т.д.).

Измерительный контроль материала и сварных соединений выполняют с целью определения соответствия геометрических размеров конструкций и допустимости повреждений материала и сварных соединений, выявленных при визуальном контроле, требованиям рабочих чертежей, ТУ, стандартов и паспортов.

При визуальном и измерительном контроле применяют:

- лупы, в том числе измерительные;

- линейки измерительные металлические;

- угольники поверочные лекальные;

- штангенциркули, штангенрейсмусы и штангенглубиномеры;

- щупы;

- угломеры с нониусом;

- стенкомеры и толщиномеры индикаторные;

- микрометры;

- нутромеры микрометрические и индикаторные;

- калибры;

- эндоскопы;

- шаблоны, в том числе специальные и универсальные (например, типа УШС), радиусные, резьбовые и другие;

- поверочные плиты;

- плоскопарралельные концевые меры длины с набором специальных принадлежностей;

- штриховые меры длины (стальные измерительные линейки, рулетки).

Дата добавления: 2014-12-16