В статье дана объективная оценка применения метода акустической эмиссии (АЭ) при проведении технического обследования вертикального цилиндрического стального резервуара. Прописаны условия, при которых возможно получение наиболее достоверных результатов о техническом состоянии объекта.
Ключевые слова:вертикальный стальной цилиндрический резервуар, акустико-эмиссионный контроль, экспертиза промышленной безопасности.
The article provides an objective evaluation of the method of acoustic emission (AE) during the technical inspection of the vertical cylindrical steel tank. It prescribes the conditions under which it is possible to obtain more reliable results on the technical condition of the object.
Keywords:vertical steel cylindrical tank, acoustic emission control, examination of industrial safety.
Технический износ нефтепромыслового оборудования, в том числе и вертикальных стальных цилиндрических резервуаров (далее-резервуар), является острейшей проблемой в настоящее время. В связи с этим продление срока безопасной эксплуатации резервуаров отработавших нормативный срок службы является актуальной задачей, позволяющей уменьшить затраты на реконструкцию и ремонт опасных производственных объектов.
Основной частью проведения экспертизы промышленной безопасности резервуара является полное техническое обследование, требующее выведения резервуара из эксплуатации, его опорожнения, зачистки и дегазации.
В основу оценки технического состояния резервуаров положены представления о возможных отказах, имеющих следующие причины:
- наличие в металле и сварных соединениях дефектов, возникших при изготовлении, монтаже, ремонте или эксплуатации, развитие которых может привести к разрушению элементов резервуара;
- изменения геометрических размеров и формы элементов (в результате пластической деформации, коррозионного износа и т. п.) по отношению к первоначальным, вызывающее превышение действующих в металле напряжений над расчетными;
- изменения структуры и механических свойств металла в процессе длительной эксплуатации, которые могут привести к снижению конструктивной прочности элементов резервуара (усталость при действии переменных и знакопеременных нагрузок, перегревы, действие чрезмерно высоких нагрузок и т. п.);
- нарушение герметичности листовых конструкций в результате коррозионных повреждений [1].
В настоящее время у владельца, эксплуатирующего резервуары на опасном производственном объекте, зачастую возникает проблема с выводом его из эксплуатации для проведения обследования ввиду ряда объективных причин. Тем не менее, существует необходимость проведения экспертизы таких резервуаров, пусть даже на короткий срок.
При невозможности вывода из эксплуатации резервуара остаются недоступными к обследованию такие важные элементы как днище и внутренняя поверхность резервуара. Для решения данной задачи нами было предложено добавить к стандартным методам обследования контроль методом акустической эмиссии.
Акустико-эмиссионный метод основан на регистрации упругих волн, возникающих в результате явления акустической эмиссии — появлении акустических волн при динамической внутренней локальной перестройке структуры материала объекта контроля.
На распространение сигналов АЭ влияют:
- среда (материал), по которой распространяется волна;
- поля внешних напряжений, являющиеся источником энергии для инициации АЭ;
- геометрия объекта и внешняя среда, которая определяет граничные условия.
Процессы, которые относятся к явлениям, приводящим к излучению АЭ волн это:
- динамические локальные перестройки на поверхности и внутри структуры твердого тела, вызванные внешним воздействием на объект;
- утечки жидких и газообразных сред через несплошности структуры твердых тел, связанные с турбулентными либо кавитационными явлениями в каналах;
- трение поверхностей твердых тел, вызванное трибоскопическими явлениями на трущихся поверхностях [2].
Не будем останавливаться на методике проведения АЭ-контроля об этом, есть немало технической литературы.
При этом, применяя такой метод комбинированного обследования уже порядка 8 лет и имея определённый опыт оценить это в динамике нескольких обследований на одном объекте, можно утверждать, что в целом такая практика даёт достоверный результат, позволяющий адекватно оценить техническое состояние резервуара. Если вначале применения эксперт категорично продлевал такой резервуар на короткий срок, обычно 1 год, несмотря на более длительный оценочный ресурс, то теперь можно уже быть не столь категоричным и продлить подобный объект на более длительный срок.
В данной статье хотелось бы ещё отметить нюансы из нашей практики применения АЭ контроля, которые не учитывает владелец, при своем большом желании провести обследование резервуара без его вывода из эксплуатации.
К ним относятся технические возможности владельца:
1. Возможность наполнения резервуара продуктом до уровня, равного 105 % от максимального рабочего уровня;
2. Создание необходимой скорости наполнения резервуара во время проведения АЭ-контроля стенки;
3. Возможность обеспечить тишину в радиусе 30 м от резервуара, т. е. прекратить все работы на время проведения АЭ-контроля.
Кроме того необходимо учитывать и погодные условия. Дождь, гроза, град или снег, скорость и порывы ветра делают проведение АЭ-контроля невозможным.
Исходя из выше изложенного, хотелось бы отметить, что при соблюдении определенных условий диагностирования резервуара возможное применение метода АЭ-контроля стенки и днища дает достоверные результаты о техническом состоянии объекта, что позволяет увеличить срок дальнейшей безопасной эксплуатации.
Литература:
1. “Положение о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов”, РД-08–95–95.
2. Бигус Г. А., Даниев Ю. Ф. Техническая диагностика опасных производственных объектов. Наука, 2010.
