Лабораторная работа № 1

по дисциплине «Основы технической диагностики»

по направлению 21.03.01 «Нефтегазовое дело» профиля подготовки «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ»

№	Наименование	Содержание
	Институт, кафедра.	Институт нефти и газа, кафедра Проектирования и эксплуатации магистральных газонефтепроводов
	Наименование учебной дисциплины, вид итогового контроля, общее распределение баллов	Основы технической диагностики, зачет Рейтинговая оценка студента по дисциплине складывается из оценки работы в семестре и итогового теста. Итого максимально 60 баллов
	Ф.И.О. преподавателя	Кримчеева Г.Г.
	Специальность, курс, учебный семестр	131000.62 Нефтегазовое дело (НГД), 4 курс осенний семестр
	Распределение баллов за семестр по видам учебной работы (доводятся до сведения студентов на первом учебном занятии), сроки сдачи результатов учебной работы (при необходимости)	Бонусные баллы	Контр. работа	СРС	Зачёт
100%-ное посещение всех аудиторных занятий: 8+8+4 балла за 1-й, 2-й и 3-й модуль соответственно. Итого 20 баллов	10 баллов	10 баллов	20 баллов
Плановое выполнение контрольной работы – 16 неделя. Плановое выполнение СРС в течение семестра.
	Критерии допуска к итоговому контролю, возможности получения автоматического зачёта по дисциплине, формы и виды учебной работы для неуспевающих (восстановившихся на курсе обучения) студентов для «добора» баллов в конце учебного семестра.	Набранные студентом баллы (от 31 до 60) фиксируются в качестве итоговых баллов по дисциплине. Завершение части осеннего семестра дисциплины без итогового контроля (автоматический зачет), возможно в том случае, если студент выполнил своевременно СРС (10 баллов), контрольную работу (10 баллов) и набрал за семестр более 40 баллов. Подготовка СРС: 1) доклад (возможно использование презентации) и его защита по одной из тем выделенных на самостоятельное изучение или доклад на конференции по тематике соответствующей данной дисциплине. 2) тестирования по темам, выделенным на самостоятельное изучение.
	Критерии пересчёта баллов в оценку	30 и менее баллов – «не зачтено», 31-60 баллов – «зачтено».

Контроль и диагностика линейной части магистральных газопроводов (ЛЧМГ) необходимы для обеспечения надежной и безопасной эксплуатации газотранспортной системы (ГТС). Объектами технической диагностики является система "трубопровод - окружающая среда". Она включает все сооружения, установки, узлы и элементы согласно СП 36. 13330. 2012 "Магистральные трубопроводы".

Оценка технического состояния ГТС и ее параметров осуществляются по специальным методикам с учетом строительных и технологических условий и других нормативных требований. Вся информация на данный объект и его части собирается и хранится в банках данных. Адекватное описание объекта включает информацию о назначении, структурных и конструктивных особенностях объекта, испытываемых нагрузках и воздействиях окружающей среды. Выполняется классификация возможных типов отказов, выбираются предельные состояния, формализуются критерии предельных состояний для соответствующих типов отказов.

При оценке технического состояния ЛЧ МГ решаются задачи по определению возможности образования дефектов на участках газопроводов, эксплуатируемых в экстремальных условиях, устанавливается динамика развития дефектов труб и защитных покрытий. Не менее важным является оценка динамики изменения физико-механических характеристик материала газопровода. Эти изменения связываются с возможностью изменения технологических параметров в процессе эксплуатации трубопроводов, а также с условиями взаимодействия трубопроводов с окружающей средой.

В задачи диагностирования входит как обязательный компонент расчет аварийно-опасных участков трубопроводов, оптимальных режимов их эксплуатации и разработки предложений по поддержанию их конструктивной надежности, определение оптимальной технологии и средств диагностирования и ремонта ЛЧ МГ.

«СРЕДСТВА ВИЗУАЛЬНО-ОПТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ»

Оптико-визуальный метод с применением оптических приборов предназначен для обнаружения различных поверхностных дефектов материала деталей и при наличии каналов для доступа приборов к контролируемым объектам – для выявления скрытых дефектов, дефектов агрегатов, контроля закрытых участков, труднодоступных мест различных механизмов, конструкций и машин.

Метод реализуется в применении средств, расширяющих возможности визуального осмотра.

Дефектоскописты должны быть обучены по специальной программе и аттестованы.

Метод основан на использовании различного отражения света от неоднородностей поверхности контролируемого изделия.

- механические повреждения (риски, забоины, вмятины),

- при хорошем подходе для осмотра и высокой частоте поверхности контролируемого участка возможно выявление невооруженным глазом дефектов протяженностью до десятых долей миллиметра,

- при использовании оптических средств выявляются дефекты до сотых долей миллиметра.

Факторы, ограничивающие эффективность применения метода:

- недостаточный опыт и способности контролера,

- достоверность резко снижается на фоне грубо обработанных поверхностей, а также при наличии следов окисления, нагара, коррозии, защитных и декоративных покрытий и т. п. Начальные усталостные трещины, как правило, не выявляются.

Эффективность резко повышается в тех случаях, когда производится контроль конкретно указанных (по бюллетеням, указаниям) относительно небольших участков конструкции.

- набор луп различного увеличения (от 4^х до 12^х),

- технические эндоскопы типа ЭЛЖ, ЭТЖ, ЭВГ и т.д., ОЛИМПУС и др.,

При визуальном и измерительном контроле применяют:

- штангенциркули, штангенрейсмасы и штангенглубиномеры;

- нутромеры микрометрические и индикаторные;

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

- плоскопараллельные концевые меры длины с набором специальных принадлежностей;

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

Для измерения формы и размеров кромок, зазоров, собранных под сварку деталей, а также размеров выполненных сварных соединений разрешается применять шаблоны различных типов. Допустимая погрешность измерения при измерительном контроле приведена в таблице 1.

Для определения шероховатости и волнистости поверхности следует применять профилометры, аттестованные образцы шероховатости (сравнения), а также другие средства измерения.

Таблица 1 - Допустимая погрешность измерения при измерительном контроле

Диапазон измеряемой величины, мм	Погрешность измерений, мм
До 0,5 мм включительно	0,1
Свыше 0,5 до 1,0 включительно	0,2
Свыше 1,0 до 1,5 включительно	0,3
Свыше 1,5 до 2,5 включительно	0,4
Свыше 2,5 до 4,0 включительно	0,5
Свыше 4,0 до 6,0 включительно	0,6
Свыше 6,0 до 10,0 включительно	0,8
Свыше 10,0	1,0

Для контроля удаленных объектов, т. е. на расстоянии более нескольких метров, применяют телескопические лупы и бинокли.

По сравнению с другими методами НК оптико-визуальный характеризуется низкой чувствительностью и малой достоверностью при определении дефектов типа несплошности. Позволяет обнаруживать большие раскрытые трещины (шириной 0.1……0.01 мм), механический износ, поверхностную коррозию, эрозионные повреждения, пробоины, обрывы, остаточную деформацию, нарушение сплошности защитных покрытий и т. п.

3. Особенности НК ограниченно доступных деталей в эксплуатации

Применение метода в ряде случаев ограничено дефектоскопической технологичностью (контролепригодностью) нуждающихся в проверке элементов. Трудность или невозможность контроля связаны чаще не со свойствами материалов, из которых изготовлены детали, а с недоступностью контролируемых мест.

Например, большинство ГТУ рассчитано в основном на проведение осмотров лопаток компрессора и турбины оптическими приборами (типа РВП-496, гибкими эндоскопами), которые не являются в достаточной степени эффективными при поиске трещин.

НК в труднодоступных местах возможен, по сути, только тремя методами: оптико-визуальным, вихретоковым и ультразвуковым. Часто требуется сочетание методов, а также необычные технические решения, оригинальные методические приемы контроля и анализа получаемых результатов.

- приборы контроля близко расположенных объектов (обзорные складные лупы, бинокулярные налобные лупы),

- приборы контроля удаленных объектов (телескопические лупы, бинокли),

- приборы контроля скрытых объектов и осмотра внутренних поверхностей полых деталей и узлов (перископы, жесткие и гибкие эндоскопы и др.).

Обзорные лупы имеют малое увеличение и обеспечивают большое поле зрения. Например, складная лупа ЛПК – 41 состоит из линзы с увеличением 1.25…2, заключенной в оправу с ручкой. Световой диаметр лупы мм, фокусное расстояние 200 мм. Осмотр можно проводить двумя глаза при удалении между ними и лупой до 600 мм и от лупы до детали до 150 мм.

При осмотре резьбы, поиске трещин и забоин на доступных лопатках ГТУ, других дефектов на малых участках поверхности применяют простые однолинзовые складные карманные лупы с увеличением 2.5, 4 и 7.

Бинокулярные налобные лупы БЛ – 1 и БЛ – 2 имеют увеличение 1.25…2, образуют стереоизображение объекта. На БЛ – 2 установлен осветитель.

Телескопическая лупа – прибор многоцелевой. При установке на штатив используется как монокулярный микроскоп. Лупа на рукоятке удобна для удаленных объектов. Применяемые типы – ЛПШ – 474 и ТЛА.

ЛПШ – 474 – призменный монокуляр 4-х со сменными насадками на объективе, что позволяет менять общее увеличение лупы, поле зрения и рабочее расстояние. ТЛА по конструкции аналогична ЛПШ – 474, но с увеличением 6 или 8 со сменными насадками на объективе. Эндоскоп для визуально – оптического контроля приведен на рисунке 1.

Телелупы и бинокли применяют на объектах с удалением от глаз контролера более 0,8 м. Например, на ГТУ осматривают форсажные коллекторы, стабилизаторы пламени, обтекатели стяжных болтов, экраны и внутренние конусы реактивных сопел, лопатки ротора турбины.

1 – окуляр, 2 – объектив, 3 – гибкий жгут передачи света, 4 – трубка смотровая, 5 – ручка управления дистальной частью смотровой трубки, 6 – блок питания БП -1

Рисунок 1 – Эндоскоп для визуально – оптического контроля

Эндоскопы применяются: жесткие прямые, жесткие коленчатые с постоянным или изменяемым углом, гибкие. Наиболее универсальны – гибкие, на основе волоконной оптики. Они содержат жгуты оптических волокон – световодов диаметром обычно менее 0.3 мм (до 10 мкм), имеющих световедущую жилу из прозрачного материала и оболочку из материала с меньшим показателем преломления. Лучи света, падающие на один торец световода, благодаря полному внутреннему отражению от поверхности раздела жилы и оболочки распространяются до противоположного конца вдоль волокна. Светопропускание не изменяется при изгибе жгута при радиусе кривизны больше 20 диаметров волокна. Дистальная часть смотровой трубки может управляться поворотом ручки в одной плоскости на угол + 120ºС.

В качестве источника света применяется блок питания с галогенной лампой типа БП – 1 и др., зеркалом фокусировки, вентилятором обдува лампы, выключателем сети, предохранителем и переключателями режима работы.

Для НК через малые отверстия производительны гибкие эндоскопы, имеющие рабочие части смотровой трубки до 6 мм и длиной 750 и 1300 мм.

Существенное влияние оказывают освещенность и направление освещения. При вертикальной подсветке можно увидеть риски и другие следы скольжения на поверхности деталей. Углубления имеют блестящую поверхность и поэтому зеркально отражают свет, а валики металла вокруг них имеют шероховатость и отражают свет диффузно. Линии трещины свет зеркально не отражают, при вертикальной подсветке отличаются от рисок. Боковое и наклонное освещение увеличивают впечатление рельефа, при этом на светлой поверхности металла легче обнаружить поры, коррозионные язвы, заусеницы и другие повреждения, связанные с изменением микрорельефа.

На ГТУ оптико-визуальный контроль надо выполнять двум специалистам (один осматривает лопатки, другой – проворачивает ротор двигателя), причем смотровую трубку перемещают вдоль кромки лопатки. При обнаружении дефекта или участка кромки, где подозревается наличие дефекта, осмотр лопатки делается дважды. Результат выявления дефектов регистрируется в журнале.

При отсутствии типовых технологий и методик НК конкретных объектов нормативно-техническая документация разрабатывается на основе заводских инструкций и технологической карты контроля состояния.

НК осуществляется последовательным осмотром проверяемой поверхности вдоль и поперек направления развития возможных дефектов. Режим обслуживания определяется видом и особенностями объекта.

Средства визуально-оптического НК являются индикаторами качества состояния, а не средствами измерения. Подлежат проверке в соответствии с инструкциями по эксплуатации.

К работе со средствами визуально-оптического НК допускаются лица, прошедшие инструктаж в установленном порядке и не имеющие противопоказаний по состоянию здоровья.

При проведении контроля необходимо соблюдать правила охраны труда и ТБ, действующие для контролируемых изделий.

Цель: выявление поверхностных дефектов в различных материалах деталей, узлов и механизмов с помощью средств оптико-визуального контроля.

- провести контроль поверхности объекта с выявлением дефектного участка,

№ п/п	Дефекты	Данные контроля, мм	Средний результат

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	Раскрытие трещины Механический износ Поверхностная коррозия Эррозионные повреждения Механические повреждения Остаточная деформация Нарушение сплошности защитного покрытия

Формы документов, оформляемых по результатам визуального и измерительного контроля

По результатам визуального и измерительного контроля оформляются:

1. Журнал учета работ и регистрации визуального и измерительного контроля;

2. Акт визуального и измерительного контроля (форма акта приведена в приложении 1);

3. Акт визуального и измерительного контроля качества сварных швов в процессе сварки соединений;

Примечание. Допускается оформление результатов контроля проводить в других документах, формы которых приведены в действующей НД, согласованного или утвержденной Госгортехнадзором России.

3. Отрицательные факторы для применения метода?

4. Положительные факторы для применения метода?

5. Каков принцип деления средств НК на группы?

9. Принцип действия и устройство эндоскопов.

10. Особенности влияния освещенности и направления освещения на достоверность контроля.

11. Методика визуально-оптического НК лопаток и узлов ГТУ.

13. Метрологическое сопровождение работ по НК.

14. Область применения. Какие дефекты и где можно определять с помощью ВИК

15. Какие дефекты поверхностные или внутренние можно определить ВИК