Метод акустической эмиссии как средство технического диагностирования стальных вертикальных резервуаров нефтебаз, эксплуатирующийся в условиях Севера

Константинов П.В. – Технологический институт Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова.

Стручков В.Н. – Технологический институт Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова.

Михайлов В.Е. – к.т.н., Технологический институт Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова.

Аннотация: В статье рассматриваются вопросы оценки текущего состояния промышленных объектов, таких как резервуарные парки для хранения нефтепродуктов. Предлагается использование метода акустической эмиссии, который позволяет в режиме реального времени следить за характером развития и образования дефектов в материале всего объекта, даже в режиме эксплуатации конструкции.

Ключевые слова: Диагностические системы, акустическая эмиссия, пластическая деформация, резервуарный парк.

В настоящее время все более актуальным становится вопрос об оценке текущего состояния промышленных объектов, таких как резервуарные парки для хранения нефтепродуктов. Это, прежде всего, связано со старением оборудования, необходимостью продления срока службы и обеспечения безопасности.

К сожалению, сейчас проведение полного технического обследования резервуаров неразрушающими методами - это многоэтапный комплекс технологических мероприятий, включающий в себя процедуры слива нефтепродуктов, зачистки от остатков, удаление взрывоопасных газов, что требует немало финансовых, временных и человеческих ресурсов эксплуатирующих организаций. Для оптимизации указанных расходов во всем мире активно используются диагностические системы на основе акустической эмиссии (АЭ).

По данным, представленным ОАО «Саханефтегазсбытом», видно, что резервуарный парк состоит из 84 РВС емкостью от 400 м3 до 5000 м3 годов постройки, начиная с 1960 года до 1998 г. Периодичность и содержание технического обследования (диагностирования) данных объектов производится согласно Федеральному закону от 21.07.97 года N 116-ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов", где указана необходимость проведения экспертизы промышленной безопасности зданий.

Как известно, метод АЭ основан на регистрации и анализе упругих акустических волн, возникающих в твердом теле при процессах пластической деформации и разрушения (роста трещин, движения дисклокаций и т.д.) в контролируемых объектах. Это единственных метод, который позволяет в режиме реального времени следить за характером развития и образования дефектов в материале всего объекта, даже в режиме эксплуатации конструкции. Метод акустической эмиссии при проведении обследования локализует опасные зоны для последующего применения традиционных методов дефектоскопии (ультразвуковой, радиационный и т.д.). Это позволяет формировать систему классификации дефектов и критерии оценки состояния объекта, основанные на реальном влиянии дефекта на объект.

Портативный акустико-эмиссионный диагностический комплекс "ЭКСПЕРТ - 2014" (далее - комплекс) предназначен для обнаружения, локализации и определения степени опасности дефекта (дефектов) в объекте контроля акустико-эмиссионным методом (Рис. 1, 2).

Комплекс обеспечивает прием, регистрацию, обработку, хранение и анализ акустико-эмиссионных сигналов при проведении акустико-эмиссионного контроля.

Рисунок 1. Расположение датчиков АЭ на резервуарах.

Рисунок 2. АЭ контроль. Оперативное накопление данных.

Техническое диагностирование резервуаров методом АЭ включает следующие мероприятия.

1. Ознакомление с эксплуатационно-технической документацией.

2. Анализ конструктивных особенностей резервуара, технологии его изготовления и монтажа, ремонта или реконструкции, а также условий эксплуатации;

3. Определение элементов резервуара, наиболее нагруженных и работающих в наиболее тяжелых и сложных условиях.

4. Геодезические измерения горизонтальной осадки резервуара: контроль днища резервуара, в том числе уторного шва; контрольного шва [1, 2].

5. Установка преобразователей АЭ.

6. Проверка работоспособности АЗ аппаратуры с использованием имитаторов АЭ и калибровка каналов.

7. Нагружение резервуара. АЭ контроль выполняется в процессе нагружения объекта путем изменения взлива до заранее выбранных величин.

8. АЭ контроль. Оперативное накопление данных.

9. Обработка и анализ данных АЭ контроля.

10. Выдача результатов. Остановка и подготовка шарового резервуара; анализ комплекта технической и эксплуатационной документации.

Список литературы

1. РД-03-131-97 «Сосуды, аппараты, котлы и технологические трубопроводы. Акустико-эмиссионный метод контроля».

2. МР 38.18.015-94 «Методические рекомендации по акустико-эмиссионному контролю сосудов, работающих под давлением, и трубопроводов нефтехимических производств».