Программа АЭ-контроля. АЭ. Программа акустикоэмиссионного контроля резервуаров для хранения нефтепродуктов. 1 Введение

• Название: Программа акустикоэмиссионного контроля резервуаров для хранения нефтепродуктов. 1 Введение
• Анкор: Программа АЭ-контроля
• Дата: 05.02.2023
• Размер: 398.26 Kb.
• Имя файла: АЭ.docx
• Тип: Программа; #920676

СОГЛАСОВАНО ______________________ ______________________ «»2014 г УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООО «ВЕЛД» ______________________ К.И. Ерёмин «___» ___________ 2009 г.

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООО «МЕТАМ» ______________________А. Г. Марков «»2014 г УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООО «ВЕЛД» ______________________ К.И. Ерёмин «___» ___________ 2009 г.

ПРОГРАММА

Акустико-эмиссионного контроля

резервуаров для хранения нефтепродуктов.

1 Введение

Программа устанавливает порядок, объем и организацию работ по проведению акустико-эмиссионного контроля при техническом диагностировании резервуаров для хранения нефтепродуктов, с целью определения возможности и условий их дальнейшей безопасной эксплуатации.

2 Цель работы

Целью выполнения данной работы является выявление развивающихся и склонных к развитию дефектов, определение их местоположения, оценка их опасности и повышение достоверности оценки технического состояния резервуара.

3 Нормативная документация, применяемая при акустико-эмиссионном контроле

Акустико-эмиссионный контроль выполнялся в соответствии со следующими нормативными документами:

1. 
   ГОСТ 20911 – 89. Техническая диагностика. Термины и определения.
   
2. 
   МИ 198-89. Акустическая эмиссия. Термины и определения.
   
3. 
   ГОСТ 12.1.006 – 84. Система стандартов безопасности труда. Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасности.
   
4. 
   ПБ 03-593-03. Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов.
   
5. 
   Руководство по безопасности вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов.
   
6. 
   РД 03-299-99. Требования к акустико-эмиссионной аппаратуре, используемой для контроля опасных производственных объектов.
   
7. 
   РД 03-300-99. Требования к преобразователям акустической эмиссии, применяемым для контроля опасных производственных объектов.
   
8. 
   РД 03-440-02. Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля.
   
9. 
   РД 08-95-95. Положение о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов.
   
10. 
    СА–03-008-08. Резервуары вертикальные стальные сварные для нефти и нефтепродуктов. Техническое диагностирование и анализ безопасности.
    

4 Общие положения

4.1 Акустико-эмиссионный метод основан на регистрации и анализе акустических волн, возникающих в процессе пластической деформации, структурных превращений в материале, образования и роста трещин, трения, а также истечения хранимого продукта через сквозные отверстия в стенке или днище резервуара.

2. 
   АЭ контроль направлен на обнаружение и регистрацию развивающихся дефектов сварных соединений и основного металла, оценку коррозионного состояния днища и выявление зон потенциальной утечки продукта без вывода резервуара из эксплуатации.
   
3. 
   При АЭ контроле проверяют наиболее нагруженные пояса (нижние 3-4 пояса), днище и при согласовании с владельцем отдельные участки обечайки (монтажные швы и уторный шов, швы приварки приемо-раздаточных патрубков и т.п.).
   
4. 
   АЭ контроль резервуара проводят при испытаниях на прочность наливом хранимого продукта.
   
5. 
   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 уровень квалификации.

4.13 Заключение по результатам АЭ контроля имеет право давать специалист, имеющий квалификацию по АЭ методу контроля не ниже II уровня.

5 Средства акустико-эмиссионного контроля

5.1 Основные требования

5.1.1 Приборы для проведения АЭ контроля должны соответствовать требованиям ПБ 03-593-03, 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 резервуаров должна использоваться многоканальная АЭ система, отвечающая необходимым требованиям аппаратуры I класса.

3. 
   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.
   
4. 
   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.
   
5. 
   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 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.

6 Порядок проведения АЭ контроля

АЭ контроль объектов осуществляется в соответствии с ПБ 03-593-03 и должен включать в себя следующие операции:

- подготовку резервуара к испытаниям (осуществляет заказчик);

- установку преобразователей в требуемом положении;

- включение аппаратуры и установку рабочего режима контроля;

- проведение АЭ контроля: нагружение объекта контроля, 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.

7 Проведение акустико-эмиссионного контроля

7.1 Предварительные и подготовительные работы

7.1.1 Предварительный этап АЭ контроля резервуара, 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 о резервуаре:

• 
  дата монтажа и ввода в эксплуатацию;
  
• 
  сведения о проведенных ранее обследованиях и ремонтах стенки, днища;
  
• 
  хранимый продукт;
  
• 
  температура продукта;
  
• 
  максимальная высота уровня налива продукта за последние 12 месяцев эксплуатации;
  
• 
  дата проведения последней очистки резервуара от продукта
  
• 
  наличие плавающей крыши или понтона;
  
• 
  материал фундамента (бетон, гравий, песок и т.п.);
  
• 
  основные размеры резервуара (высота, диаметр);
  
• 
  толщина листов стенки и днища резервуара;
  
• 
  марка стали стенки и днища;
  
• 
  наличие и тип защитного покрытия на днище резервуара.
  

2. 
   Для выполнения работ по АЭ контролю владелец резервуара должен очистить основание резервуара от растительности на расстоянии не менее 0,5 м от стенки резервуара. При наличии теплоизоляции удалить ее в местах установки ПАЭ.
   
3. 
   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.

7.1.4 Подготовка объекта к операциям контроля производится в следующей последовательности:

- 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;

- основные ПАЭ должны устанавливаться на высоту 50 см от уторного шва. Дополнительно устанавливается верхний ряд ПАЭ, служащий для устранения акустических шумов, идущих от верхней части резервуара. ПАЭ верхнего ряда устанавливают ровно посередине между парами основных ПАЭ нижнего ряда на высоте 300-600 мм от уторного сварного шва. Расстояние по периметру резервуара между ПАЭ в верхнем дополнительном ряду равно 2 L (где L – расстояние между ПАЭ в нижнем основном ряду);

- для обеспечения требуемого акустического контакта преобразователь прижимается к поверхности объекта с помощью специального магнитного прижима, обеспечивающего неподвижность приемника и силу прижима 3-20 Н.



Рис 1 Установка нижнего и верхнего рядов ПАЭ
7.1.5 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.

7.1.6 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 стенке резервуара 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.

7.1.7 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.

7.1.8 Калибровка АЭ системы проводится для проверки работоспособности системы в целом, определение чувствительности каналов и точности локализации.

7.1.9 Полученные значения калибровки чувствительности каналов и локализационная карта калибровки сохраняются на бумажном носителе и в электронной форме.

7.2 Нагружение

Проведение акустико-эмиссионного контроля резервуара выполняется в следующей последовательности:

7.2.1 Перевести АЭ систему в режим регистрации непосредственно перед началом контроля.

2. 
   Зарегистрировать сигналы АЭ в резервуаре, находящемся в ненагруженном состоянии. По полученным данным произвести оценку характеристик шумов объекта контроля и окончательную проверку работоспособности оборудования.
   
3. 
   Начальный уровень налива резервуара Н_нач должен быть не более 60% от максимального рабочего уровня при наливе продуктом хранения. Налив продукта осуществляется до Н_исп=105% от Н_макс, где Н_макс – максимальный уровень наполнения за последние 12 месяцев эксплуатации резервуара. Налив осуществляется ступенчато, с выдержкой в течении 15 минут на каждой ступени налива. При достижения уровня продукта Н_исп выдержка должна составлять не более 60 минут.
   

Рис.1 График нагружения резервуара (СА-03-008-08)

2. 
   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 наполнение необходимо приостановить до выяснения причин обнаруженного явления, а в случае непрекращающегося излучения сигналов АЭ источником необходимо немедленно произвести опорожнение резервуара. Необходимое время остановки (выдержки) обеспечивается использованием связи между оператором акустической эмиссии и лицом, обеспечивающим проведения испытаний от заказчика.
   
3. 
   Регистрация АЭ сигналов осуществляется на протяжении всего процесса 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.
   
4. 
   Окончить регистрацию с подтверждением записи полученных данных на постоянном запоминающем устройстве.
   
5. 
   Провести повторную калибровку чувствительности АЭ системы, чтобы убедиться в её работоспособности и достоверности испытаний.
   

8 Требования техники безопасности

8.1 При проведении работ по АЭ контролю должны соблюдаться требования безопасности, изложенные в «Правилах технической  эксплуатации электроустановок потребителей», «Правилах техники безопасности электроустановок потребителей» и другие меры, указанные в паспорте на используемую аппаратуру.

8.2 При любых испытаниях, окружающая температура не должна быть ниже температуры охрупчивания сталей, из которых изготовлен резервуар.

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 Во взрывоопасных зонах запрещается производить все работы, связанные с переключением находящихся под напряжением кабельных линий связи, перестановкой преобразователей АЭ, регулировкой и ремонтом диагностической аппаратуры.

8.7 При проведении работ заказчик и исполнитель должны обеспечить:

• 
  безопасное нагружение резервуара рабочей средой;
  
• 
  обеспечить двухстороннюю связь между оператором АЭ контроля и персоналом, осуществляющим нагружение резервуара, чтобы в случае обнаружения недопустимого процесса в течение 2-3 с приступить опорожнению резервуара;
  
• 
  ответственный исполнитель от заказчика обязан выполнять указания руководителя работ от Исполнителя;
  
• 
  контроль за соблюдением правил взрывопожаробезопасности.
  

9 Анализ результатов АЭ контроля

9.1 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.

2. 
   Зарегистрированные источники АЭ в акустически активных зонах на стенке резервуара относят к 4-м классам в соответствии с ПБ 03-593-03:
   

- класс источника I (пассивный);

- класс источника II (активный);

- класс источника III (критически активный);

- класс источника IV (катастрофически активный).

2. 
   Степень коррозионной активности металла на поверхности листов днища резервуара оценивают по графику кумулятивного амплитудного распределения АЭ сигналов.
   
3. 
   Полученные значения АЭ сигналов определяет оценку коррозионной активности днища (I, II, III, IV и V) согласно таблице П 9.4.6 СА-03-008-08.
   
4. 
   Для источников, начиная со II класса и выше, обязательно проводят обследование традиционными методами неразрушающего контроля (НК).
   
5. 
   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.

2. 
   Каждый более высокий класс источника АЭ предполагает выполнение всех действий определенных для всех источников более низких классов.
   
3. 
   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.
   
4. 
   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.
   
5. 
   Источники АЭ, обнаруженные с помощью линейной локации, подлежат проверке традиционными методами НК независимо от присвоенного класса.
   
6. 
   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 контроля

1. 
   Результаты 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.

2. 
   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 резервуара 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.

г. Магнитогорск, 2014 г.