Программа АЭ-контроля. !Программа АЭК. Программа акустикоэмиссионного контроля газификатора холодного криогенного гхк8 6 500 м 3
Скачать 64.8 Kb.
|
ПРОГРАММА Акустико-эмиссионного контроля газификатора холодного криогенного ГХК-8/1.6 500 м3 (зав. №9011084, рег. №8168) установленного на территории ГБУЗ НСО «ГДКБСМП», г. Новосибирск
Магнитогорск, 2014 г. СОДЕРЖАНИЕ
1 ВведениеПрограмма устанавливает порядок, объем и организацию работ по проведению акустико-эмиссионного контроля при техническом диагностировании сосуда, с целью определения возможности и условий его дальнейшей безопасной эксплуатации. 2 Цель работыЦелью выполнения данной работы является выявление развивающихся и склонных к развитию дефектов, определение их местоположения, оценка их опасности и повышение достоверности оценки технического состояния сосуда. 3 Нормативная документация, применяемая при акустико-эмиссионном контроле Акустико-эмиссионный контроль выполнялся в соответствии со следующими нормативными документами: ГОСТ 20911 – 89. Техническая диагностика. Термины и определения. ГОСТ 27655 – 88. Акустическая эмиссия. Термины, определения и обозначения. ГОСТ 12.1.006 – 84. Система стандартов безопасности труда. Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасности. ПБ 03-593-03. Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов. ПБ 03-576-03. Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. РД 03-299-99. Требования к акустико-эмиссионной аппаратуре, используемой для контроля опасных производственных объектов. РД 03-300-99. Требования к преобразователям акустической эмиссии, применяемым для контроля опасных производственных объектов. РД 03-440-02. Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля. РД 09-244-98. Инструкция по проведению диагностирования технического состояния сосудов, трубопроводов и компрессоров промышленных аммиачных холодильных установок. ПБ 09-595-03. Правила безопасности аммиачных холодильных установок. РД 03-421-01. Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов. СО 153-34.17.439-2003. Инструкция по продлению срока службы сосудов, работающих под давлением. 4 Общие положения4.1 Акустико-эмиссионный метод основан на регистрации и анализе параметров сигналов акустической эмиссии, вызванной динамической локальной перестройкой структуры материала контролируемого объекта, обусловленной наличием и развитием в них дефектов, а также истечением жидкости или газов через неплотности. АЭ контроль направлен на обнаружение, определение координат расположения источников АЭ сигналов на контролируемом объекте. Источниками непрерывной АЭ являются процессы разгерметизации сосуда, как по основному металлу, так и по разъемным соединениям подводящих трубопроводов. К числу дефектов, выявляемых при АЭ контроле, относятся (дефекты при изготовлении и/или эксплутационного характера): трещины, локальные утонения, вмятины, коррозионные повреждения, участки с измененными физико-механическими свойствами, закаты, расслоения. При АЭ контроле проверяют все элементы: обечайка, днища, патрубки. При использовании АЭ контроля, сосуд нагружают внутренним избыточным давлением. В качестве рабочего тела при нагружении может использоваться газ или жидкость, в том числе рабочая среда. АЭ контроль проводится при статических испытаниях рабочим и испытательным (в том числе и пробным) давлением. Организация работ по нагружению осуществляется в соответствии с ПБ 03-593-03. Возникающие в процессе АЭ контроля механические, электромагнитные помехи и радиопомехи необходимо учитывать или устранять, в случае невозможного устранения помех считать объект неконтролепригодным и АЭ контроль проводить запрещается. 4.9 К механическим помехам относятся шумы системы нагружения, узлы крепления, колебания подводящих трубопроводов, удары посторонних или плохо закрепленных предметов, действие атмосферных осадков. 4.10 Источниками электромагнитных и радиопомех являются сварочные работы, проводимые вблизи от контролируемого объекта, грозовые разряды, а также работающие радиостанции. 4.11 К проведению АЭ контроля допускаются организации, имеющие свидетельства об аттестации лаборатории неразрушающих методов контроля и специалисты, аттестованные в соответствии с РД 03-440-02, имеющие удостоверения, подтверждающие их квалификацию. 4.12 АЭ контроль должна проводить бригада, состоящая не менее, чем из двух специалистов. Из них по крайней мере один специалист должен иметь II или III уровень квалификации. 4.13 Заключение по результатам АЭ контроля имеет право давать специалист, имеющий II или III уровень квалификации. Средства акустико-эмиссионного контроля5.1 Основные требования 5.1.1 Приборы для проведения АЭ контроля должны соответствовать требованиям РД-03-299-99 и РД 03-300-00 и быть аттестованными в соответствии с положением: «Правила аттестации средств неразрушающего контроля. Аттестация средств и методических документов. Серия 28. Выпуск 5. 2004 г.». 5.1.2 Для проведения АЭ контроля должны использоваться многоканальные АЭ системы, отвечающие необходимым требованиям аппаратуры I класса. Использование АЭ систем более низкого класса должно иметь обоснование, отраженное в отчете (допускается применение АЭ аппаратуры с числом АЭ каналов не менее 2х или с мультиплексором). Основными элементами аппаратуры являются преобразователи акустической эмиссии (ПАЭ), предварительные усилители, устройства регистрации и обработки сигналов АЭ, устройства оперативного отображения, запоминания и долговременного хранения накапливаемых АЭ данных. Используемая аппаратура АЭ должна соответствовать паспортным данным. При использовании АЭ аппаратуры на объектах подконтрольных Ростехнадзору необходимо иметь разрешение на применение данного оборудования, в том числе для работы во взрывопожароопасных условиях. Предварительный усилитель может находиться, как в корпусе ПАЭ, так и быть в отдельном исполнении. 5.1.6 ПАЭ устанавливают непосредственно на поверхности устройства, через акустопрозрачную контактную смазку (клей и др.). Преобразователи АЭ могут крепиться на поверхности объекта контроля (ОК) с помощью магнитов, липкой или резиновой ленты или других механических приспособлений, обеспечивающих надежный и неподвижный акустический контакт ПАЭ с ОК. 5.1.7 Кроме измерения параметров АЭ сигнала, АЭ система должна обеспечивать локализацию источников АЭ, выявление событий. Под локализацией источника АЭ подразумевается вычисление его координат по разности значений времени прихода (РВП) импульсного сигнала (излучаемого одним источником АЭ) несколькими каналами АЭ аппаратуры. 5.1.8 Регистрируемые данные рекомендуется записывать в долговременную память в удобном виде для последующей обработки. 5.1.9 Рекомендуется использовать аппаратуру имеющую полосовые фильтры, обеспечивающими работу в диапазоне частот от 100 до 300 кГц с неравномерностью 3 дБ. Допустим больший частотный диапазон. 5.1.10 В состав аппаратуры может входить устройство, обеспечивающее подачу на ПАЭ короткого электрического импульса для имитации в ОК волны напряжения - автоматическое тестирование преобразователя АЭ (режим АТП). 5.1.11 Рекомендуется использовать в АЭ аппаратуре параметрический вход и измерять электрический сигнал, пропорциональный испытательному давлению в сосуде через АЭ систему. 5.2 Аттестация, настройка и калибровка 5.2.1 Аттестация средств акустико-эмиссионного контроля: ПАЭ и электронных узлов прибора, должна проводится в соответствии с требованиям РД-03-299-99, РД 03-300-00 и «Правил аттестации средств неразрушающего контроля». 5.2.2 Настройка и проверка работоспособности АЭ системы должна проводится перед каждым испытанием. 5.2.3 Проверка работоспособности АЭ системы проводится как до испытаний, так и после. Сопоставление измеренных параметров АЭ сигналов до и после испытаний подтверждает стабильность и надежность результатов АЭ измерений. 5.2.4 Калибровка чувствительности АЭ каналов проводится, как правило, с использованием источника Су-Нильсена. При калибровке точности локации кроме источника Су-Нильсена допускается применение электронного имитатора - режим АТП. Порядок проведения АЭ контроля АЭ контроль объектов осуществляется в соответствии с ПБ 03-593-03 и должен включать в себя следующие операции: - подготовку сосуда к испытаниям (осуществляет заказчик); - установку преобразователей в требуемом положении; - включение аппаратуры и установку рабочего режима контроля; - проведение АЭ контроля: нагружение объекта контроля рабочим и испытательным давлениями, наблюдение за контролируемыми параметрами и их измерение; - обработку результатов; - подготовку заключения по результатам контроля. Поступающие сигналы АЭ обрабатываются, все зарегистрированные и вычисляемые параметры сигналов АЭ визуализируются на экране монитора и записываются в постоянное запоминающее устройство. В качестве расчетных параметров АЭ – обязательно производится определение координат источников АЭ по РВП. В соответствии с используемыми критериями (согласно ПБ 03-593-03) производится оценка источников АЭ (дефектация) по степени их опасности: пассивные, активные, критически активные, катастрофически активные. После чего принимается решение о браковке (в том числе и об экстренной остановке проведения испытаний) и/или проведении в зонах повышенной эмиссии дополнительного обследования (например, ультразвукового), с последующей расчетной оценкой обнаруженного дефекта. Дополнительное обследование проводится для окончательной дефектации источника АЭ: однозначное определение типа дефекта, его геометрических размеров и ориентации, необходимых для аналитического определения предельного размера дефекта. Проведение акустико-эмиссионного контроля7.1 Предварительные и подготовительные работы 7.1.1 Предварительный этап АЭ контроля сосуда, включает анализ технической и эксплуатационной документации, предварительного изучения объекта контроля и ознакомление с результатами визуального и измерительного контроля наружной поверхности в доступных местах, которые проводятся с целью составления плана подготовки и выполнения АЭ контроля. При анализе документации и предварительном изучении объекта контроля устанавливают следующие данные: тип, модификация; срок эксплуатации; рабочее и испытательное давления; материал объекта контроля (механические свойства, химический состав, термообработка стали); технология их производства и контроля; конструктивные особенности (расположение зон повышенных уровней напряжения) области, в которых высока вероятность зарождения и развитие дефектов; режим работы, условия эксплуатации (номинальные и фактические); проводимые ремонты (если таковы возможны), характер этих работ; результаты предыдущих технических освидетельствований, диагностирований и обследований; другие данные. Для выполнения работ по АЭ контролю сосуд предъявляется в работоспособном состоянии, прошедший техническое обслуживание (удалена влага, очищенный от грязи, продуктов коррозии, отслоений краски). При обнаружении во время визуально-измерительного контроля недопустимых дефектов проведение испытаний сосуда запрещается. Необходимо уменьшить количество контактных участков испытываемого сосуда с узлами крепления и т.п., если это невозможно, то необходимо их отметить в протоколе, т.к. данные участки могут являться источниками АЭ. Подготовка аппаратуры и объекта к контролю производится в соответствии с технической документацией на конкретный тип аппаратуры и включает: - подготовку объекта к операциям контроля; - проверку работоспособности аппаратуры; - установку параметров контроля и калибровку АЭ системы. 7.1.6 Подготовка объекта к операциям контроля производится в следующей последовательности: - собрать схему нагружения для создания давления в сосуде; предварительно до испытаний опрессовать сосуд давлением не более 25% от рабочего; устранить течи в подводящих линиях, предусмотреть аварийный сброс давления из сосуда (выполняет заказчик); - зачистить поверхности объекта в местах установки ПАЭ до металлического блеска с чистотой обработки не хуже Rz 40; - на поверхность объекта в месте установки ПАЭ наносится контактная смазка; - устанавливается необходимое количество ПАЭ, определяемое затуханием и точностью локации; - для обеспечения требуемого акустического контакта преобразователь прижимается к поверхности объекта с помощью специального магнитного прижима, обеспечивающего неподвижность приемника и силу прижима 3-20 Н. 7.1.7 Проверка работоспособности аппаратуры производится в соответствии с инструкцией по эксплуатации аппаратуры АЭ и включает в себя: - выбор рабочей полосы частот (с учетом типа используемого датчика, минимального затухания упругих волн в контролируемой среде, получение максимального отношения сигнал/помеха и точности определения координат); - установление требуемого режима работы аппаратуры (коэффициентов усиления, уровня дискриминации и т.д.); - выявление и устранение источников постороннего акустического излучения. 7.1.8 Провести оценку затухания и скорости распространения упругих волн при помощи источника Су-Нильсена. Сигнал АЭ моделируется посредством излома графитового стержня, расположенного под углом 30 к поверхности, диаметром 0,5 мм, твердостью 2Н(2Т), с длиной выступающей части, подлежащей излому, 3 мм. На сосуде возле ПАЭ и через каждые 0,3 м по направлению от него и до последнего ПАЭ производится имитация источника АЭ путём слома грифеля карандаша (не менее 3-х раз в каждой точке). По данным регистрации сигнала АЭ всеми преобразователями получают зависимости амплитуды и времени прихода упругих волн от расстояния, по которым оценивают их затухание, и скорость распространения. 7.1.9 По результатам оценки затухания и скорости распространения упругих волн определяется количество ПАЭ, обеспечивающих надежную локацию и необходимую точность. Дополнительно, для отстройки от помех, приходящих по подводящим коммуникациям с каждой стороны на трубопроводах можно установить блокирующие ПАЭ. Калибровка АЭ системы проводится для проверки работоспособности системы в целом, определение чувствительности каналов и точности локализации. Для калибровки чувствительности каналов производят несколько изломов грифеля (не менее трех) источника Су возле каждого ПАЭ (от 1 до 5 см). Вычисляют средние значения амплитуд по каждому каналу, значение амплитуды от слома грифеля источника Су должно быть не менее 80% всего динамического диапазона. Разброс средних значений амплитуд не должен превышать 3 дБ. 7.1.12 После калибровки чувствительности АЭ каналов производится калибровка локализации имитаторов АЭ системой. Калибровка точности локализации включает в себя определение скорости распространения волны напряжения и осуществляется при помощи как от источника Су-Нильсена. Проводится сравнение полученных координат имитатора с его действительными координатами. При значительном отклонении вычисленных координат необходимо увеличить количество ПАЭ. 7.1.13 Полученные значения калибровки чувствительности каналов и локализационная карта калибровки сохраняются в на бумажном носителе и в электронной форме. 7.2 Нагружение Проведение акустико-эмиссионного контроля сосуда выполняется в следующей последовательности: 7.2.1 Перевести АЭ систему в режим регистрации непосредственно перед началом контроля. Зарегистрировать сигналы АЭ в сосуде, находящемся в ненагруженном состоянии. По полученным данным произвести оценку характеристик шумов объекта контроля и окончательную проверку работоспособности оборудования. Произвести нагружение сосуда трехкратно до давления не более 0,25·Рраб , при этом произвести оценку характеристик шумов нагружающего устройства и наличие протечек. После сброса нагрузки и устранения всех шумов осуществлять нагружение согласно графика. График нагружения сосуда (ПБ 03-593-03) Рекомендуется нагружение при испытании проводить ступенями, выдержками давления на уровне 0,5·Рраб, 0,75·Рраб, Рраб, 1,1·Рраб. Время выдержки на промежуточных ступенях должно составлять не менее 10 минут, на рабочем давлении не менее 20 минут, на испытательном – при Рисп =1,1·Рраб не менее 10 минут. Нагружение сосуда должно проводиться плавно со скоростью, при которой не возникают интенсивные помехи. Рекомендуемые скорости повышения давления составляют Рисп/60 Рисп/20, МПа/мин. Допускается проведение испытаний со скоростью нагружения меньше указанной, в этом случае промежуточные выдержки можно не проводить. В случае появления значительных шумов в ходе работы нагружающего устройства, (например, компрессор), испытания следует прекратить для устранения шумов (использование специальных акустических развязок, демпферов). При нагружении в процессе АЭ контроля необходимо наблюдать за изменением параметров АЭ во времени с целью выявления и локализации источников АЭ. Если в период нагружения оператором АЭ будет отмечено аномальное увеличение активности АЭ, то набор давления необходимо приостановить до выяснения причин обнаруженного явления, а в случае непрекращающегося излучения сигналов АЭ источником необходимо немедленно произвести снижение давления в сосуде. Необходимое время остановки (выдержки) и снижения давления обеспечивается использованием связи между оператором акустической эмиссии и лицом, обеспечивающим проведения испытаний от заказчика. Регистрация АЭ сигналов осуществляется на протяжении всего процесса нагружения и должна составлять не менее 10 минут после достижения максимальной ступени нагружения. Нагрузка снимается и АЭ контроль прекращается только в том случае, когда уровень регистрируемых сигналов АЭ при выдержке на максимальной ступени нагружения достигает фонового значения шумового поля. Окончить регистрацию с подтверждением записи полученных данных на постоянном запоминающем устройстве. Провести повторную калибровку чувствительности АЭ системы, чтобы убедиться в её работоспособности и достоверности испытаний. 8 Требования техники безопасности8.1 При проведении работ по АЭ контролю должны соблюдаться требования безопасности, изложенные в Правилах устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих подавлением (ПБ 03-576-03), Правилах техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей и другие меры, указанные в соответствующих документах по технике безопасности. 8.2 При любых испытаниях избыточным давлением, окружающая температура не должна быть ниже температуры охрупчивания сталей, из которых изготовлен сосуд. 8.3 В связи с существующей разницей температур газа (воздуха) используемого в качестве рабочей среды при нагружении и окружающей средой, давление испытаний необходимо корректировать с учетом разницы: - для газовых компрессоров (при сжатии газа) возможно уменьшение давление в сосуде (за счет охлаждения компримированного газа и сосуда до окружающей среды) после прекращения нагружения. 8.4 Давление при испытании должно контролироваться двумя манометрами. 8.5 Запрещается необоснованно увеличивать значения фиксированного порога во время проведения АЭ контроля и применять плавающий порог при возрастающих уровнях непрерывных сигналов АЭ. 8.6 При проведении работ заказчик и исполнитель должны обеспечить: безопасное нагружение сосуда рабочим и испытательным давлением; обеспечить двухстороннюю связь между оператором АЭ контроля и персоналом, осуществляющим нагружение сосудов, чтобы в случае обнаружения недопустимого процесса в течение 2-3 с приступить к снижению нагрузки; ответственный исполнитель от заказчика обязан выполнять указания руководителя работ от Исполнителя; контроль за соблюдением правил взрыво-пожаробезопасности. 9 Анализ результатов АЭ контроля9.1 Первичную обработку результатов АЭ контроля необходимо осуществлять непосредственно в ходе его проведения на основе анализа изменения параметров АЭ в реальном времени. Последующую обработку начинать с удаления зарегистрированных шумов и ложных АЭ сигналов. В сосуде могут присутствовать дефекты изготовления: локальные утонения, вмятины, участки с измененными физико-механическими свойствами, закаты, расслоения – которые могут находиться в любой части объекта. При длительной эксплуатации помимо снижения конструкционной статической прочности сосуда они являются концентраторами напряжений в условиях циклических нагрузок, что впоследствии приводит к неконтролируемому росту усталостных повреждений (трещин). Оценка состояния сосуда проводится по результатам анализа АЭ информации, получаемой в процессе АЭ контроля за весь временной интервал испытаний: при нагружении - наличие кластеров (источников АЭ) и/или и оценка по критериям; на площадках постоянного давления – отсутствие сигналов АЭ и/или кластеров; на участке повторного нагружения - эффект Кайзера (отсутствие сигналов АЭ). Для сосуда кластером считается пять и более АЭ событий слоцированные за координатами первого и/или последнего датчиков, причем каждое из рассматриваемых событий зарегистрировано двумя соседними ПАЭ, максимальное значение амплитуды сигнала зарегистрированной ближайшим датчиком не менее половины динамического диапазона измерительного тракта. При регистрации кластеров, невыполнение эффекта Кайзера, необходимо проведение неразрушающего контроля дополнительными методами. При наличии в программном обеспечении АЭ системы критериев согласно ПБ 03-593-03, выявленные и идентифицированные источники АЭ рекомендуется разделять на четыре класса - I, II, III и IV. Для источников, начиная со II класса и выше, обязательно проводят обследование традиционными методами неразрушающего контроля (НК). Рекомендуемые действия персонала, выполняющего АЭ-контроль при выявлении источников АЭ того или иного класса во время испытаний, следующие: - источник I класса - регистрировать для анализа динамики его последующего развития. - источник II класса: 1) остановить нагружение, установить причины сигнала с применением других методов неразрушающего контроля, в случае отсутствия недопустимых процессов (роста трещин, пластической деформации, потери устойчивости отдельных элементов) продолжить нагружение и регистрировать развитие ситуации в процессе выполнения данного контроля; 2) отметить в отчете и записать рекомендации по проведению дополнительного контроля с использованием других методов. - источник III класса: 1) приступить к снижению нагрузки до уровня предыдущей ступени нагружения, выполнить действия для источников II класса; 2) предпринимать меры по подготовке возможного полного сброса нагрузки. - источник IV класса: 1) произвести немедленное уменьшение нагрузки до нуля; 2) после сброса нагрузки провести осмотр объекта и, при необходимости, контроль другими методами. Каждый более высокий класс источника АЭ предполагает выполнение всех действий определенных для всех источников более низких классов. При положительной оценке технического состояния объекта (на момент проверки) по результатам АЭ-контроля или отсутствии зарегистрированных источников АЭ применение дополнительных видов неразрушающего контроля не требуется. Если интерпретация результатов АЭ-контроля не определена, рекомендуется использовать дополнительные виды НК. Для прогнозирования изменений технического состояния объекта во времени необходимо применение совместно с АЭ других методов разрушающего контроля и НК. При выявлении кластеров, источников второго, третьего и четвертого классов необходимо провести визуальный осмотр элементов конструкции, в которых зарегистрированы эти источники и дальнейшую проверку методами НК (ультразвукового контроля, рентгенографии и пр.) для определения количественных характеристик (размеры, ориентация и т.д.) обнаруженных дефектов. Источники первой группы заносятся в базу данных для сравнительного анализа при последующем контроле. Источники АЭ, обнаруженные с помощью линейной локации, подлежат проверке традиционными методами НК независимо от присвоенного класса. Все результаты должны быть представлены в удобном для интерпретации виде. Должно быть показано размещение источника на чертеже конструкции и дана его классификация с соответствующей оценкой и рекомендацией. 10 Оформление результатов контроляРезультаты контроля объектов должны оформляться в виде заключения, протокола (согласно ПБ 03-593-03) и отчета (по желанию Заказчика). В протоколе рекомендуется указывать: - наименование и тип контролируемого объекта, его номер и шифр; - наименование и тип используемой аппаратуры и преобразователей; - основные параметры контроля; - нормативную документацию, по которой выполняется контроль; - дату и время контроля; - основные характеристики выявленных дефектов; - особые отметки. К протоколу должны прилагаться следующие таблицы и графики: таблица калибровки чувствительности каналов (в обязательном порядке до испытаний и после испытаний); график нагружения при контроле АЭ (в обязательном порядке); зависимости, используемые в случае необходимости для удаления ложных сигналов АЭ; графики зависимости скорости счета, амплитуды или энергии источников от нагрузки или времени (в обязательном порядке по одному из параметров); графики линейной локации при наличии АЭ источников (в обязательном порядке); схема контролируемого сосуда с указание расположения ПАЭ и его размеров и локализованных событий по линейной схеме источников (в обязательном порядке). Составил: Специалист АЭ-контроля II уровня квалификации ________________ Павлова Г.А. |