ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ в ООО "ПО Киришинефтеоргсинтез"

В последнее десятилетие произошло качественное изменение структуры, методологии и объемов применения методов неразрушающего контроля в промышленности. В основном, это связано с бурным развитием компьютерных технологий. Благодаря их развитию многие традиционные методы (УЗК, магнитные методы и др.) получили мощные средства интерпретации данных. Наряду с этим появилась возможность использования для функций диагностики промышленного оборудования тех физических методов, сферой применения которых была до сих пор только сфера научных исследований.

Одним из основных направлений решения задачи безопасной эксплуатации заводского оборудования является, безусловно, использование в максимально возможном объеме средств диагностики и неразрушающего контроля (НК). При этом служба главного механика ООО КИНЕФ придерживается постоянной политики привлечения к этой практике новейших достижений в области НК. Как правило, на первом этапе внедрения для апробации новой технологии контроля привлекаются научно-исследовательские организации. В случае, если новые технологии доказывают свою эффективность и их применение в широком объеме является перспективным с точки зрения повышения надежности эксплуатации технологического оборудования, данные технологии включаются в структуру заводских методов НК, в том числе и организационно.

Примером этого подхода является практика использования таких современных методов НК, как метод акустической эмиссии и метод инфракрасной термографии.

Акустико-эмиссионный (АЭ) контроль – технология контроля, применяемая для оценки состояния сосудов давления, резервуаров и других конструкций, работающих под механической нагрузкой. При АЭ контроле применяются чувствительные датчики, которые улавливают высокочастотные сигналы, испускаемые дефектами структуры материала, под воздействием постоянной или изменяющейся нагрузки. Распространяясь по объекту, упругие волны достигают датчиков, трансформирующих упругие колебания в электрические сигналы, регистрируя которые можно определить моменты возникновения и роста дефектов, а также их координаты. Этот метод один из наиболее эффективных при технической диагностике протяженных и объемных объектов в настоящее время . Для него характерны определенные особенности, в ряде случаев обеспечивающие его преимущества перед другими методами НК. Это следующие особенности, определяющие возможности метода АЭ и область его применения:
- обнаружение и регистрация только развивающихся дефектов, что позволяет классифицировать их не по размерам, а по степени опасности;
- высокая чувствительность к растущим дефектам и выявление в рабочих условиях трещин;
- интегральность метода, обеспечивающая 100%-ный контроль объекта;
- независимость выявляемости дефектов от их положения и ориентации.

ПО “Киришинефтеоргсинтез” было первым предприятием в нефтеперерабатывающей отрасли, включившим в структуру своей диагностической службы лабораторию АЭ - в рамках отдела технического надзора (1991 год). Одним из первых оно включило в данную структуру также средства и специалистов по тепловизионному контролю.

Метод инфракрасной термографии основан на регистрации инфракрасного излучения и последующем его преобразовании на детекторе в видимое термо-изображение, пропорциональное энергетической яркости в инфракрасной области спектра. Т.е. пропорционально распределению температуры объекта и его коэффициента излучения.

Специфика нефтехимического производства предъявляет повышенные требования к контролю состояниям нагретых объектов. Локальные измерения температуры с помощью средств КИП не могут дать полной тепловой картины. Становление инфракрасного метода контроля на предприятии можно отнести к 1984 году, когда был приобретен первый ИК-пирометр «Термопойнт-80», позволяющий дистанционно измерять температуру в точке, но не дающий общей картины распределения температурных полей на поверхности объекта.

И, тем не менее, при контроле наиболее ответственных технологических объектов с помощью обычных ИК-пирометров составлялась карта распределения поверхностных температур, а именно: рисовалась в масштабе с разбивкой на небольшие ячейки (200?200 мм) развертка объекта, каждая ячейка сканировалась ИК-пирометром в режиме фиксации максимального значения температуры и это значение заносилось на карту-развертку. Затем в зависимости от требований, предъявляемых к объекту по допустимым поверхностным температурам, производилось раскрашивание., например, для футерованных реакторов участки с Т > 300°С в красный цвет, с Т=250 – 300°С в оранжевый цвет, с Т = 150 – 250°С в желтый цвет. Получалось нечто напоминающее инверсную термограмму. Конечно, такой метод имеет ряд недостатков:
- значительная погрешность в привязке к объекту, когда разбивка на ячейки при сканировании проводилась в основном зрительно;
- большая трудоемкость, ведь для того, чтобы составить такую карту реактора объемом V = 40 м3 нужно произвести примерно 1300 измерений.

Но, при добросовестном подходе, картина распределения поверхностных температур выглядела вполне правдоподобно. Именно так в 1997 году были определены, а затем и подтверждены тепловизионной съемкой специалистами фирмы ДИсСО аномальные зоны на поверхности трех реакторов установки каталитического риформинга.

Основные задачи, решаемые методом инфракрасной термографии:
- контроль состояния футеровки реакторов, печей, дымовых труб;
- оценка эффективности теплообменного оборудования;
- контроль теплотехнических характеристик ограждающих конструкций зданий и сооружений.

Получение полного термоизображения контролируемого объекта в реальном времени возможно с помощью более совершенных ИК-приборов – тепловизоров. Понимая возможности нового метода по определению состояния оборудования, оценки эффективности его работы, сокращению энергозатрат, а также финансовых вложений в ремонтно-восстановительные работы руководство КИНЕФ приобрело в 1998 году тепловизор “AGEMA – 570” фирмы FLIR system.

Тепловизионный метод дает уникальную возможность контроля качества выполненных работ, особенно таких ответственных, технологически сложных и дорогостоящих, как замена защитного футеровочного слоя реакторов. Так на установке Л-600 специализированной организацией была произведена полная замена торкрет покрытия на трех реакторах.

Контроль качества выполненных работ проводился тепловизионной съемкой на режиме сушки. Сразу же после пуска термограммы показали равномерное температурное поле по всей поверхности на всех реакторах. Но при следующем тепловизионном обследовании, проведенном через несколько дней, на двух реакторах были выявлены аномальные зоны с температурами, резко выделяющимися на общем температурном фоне. Визуальный контроль, проведенный после остановки реакторов, подтвердил наличие в обозначенных зонах разветвленных сквозных трещин в торкрет покрытии. В течение сроков гарантийных обязательств исполнителю работ были предъявлены обоснованные претензии и работы были переделаны за счет исполнителя.

ИК-метод контроля позволяет реально оценивать необходимость и объемы ремонтно-восстановительных работ, сократить время и финансовые затраты на их проведение.

Тепловизионные обследования являются эффективным средством контроля теплотехнических характеристик ограждающих конструкций зданий и сооружений, позволяющим определить качество теплоизоляции ограждающих конструкций, выявить в ней дефекты.

С приобретением тепловизионной камеры стало возможным регулярно проводить в отопительный период контроль качества строительных работ при возведении нового жилого фонда. На стадии до приемки дома комиссией проводится обследование, выявленные дефекты предъявляются исполнителю, исполнитель их устраняет, после чего проводится повторная тепловизионная съемка.

Модернизация и техническое перевооружение – это всегда затратные статьи, и при этом не все они преследуют быструю отдачу, в частности, мероприятия по экологической защите населения и окружающей среды.

Однако, поскольку внедрение таких методов неразрушающего контроля, как акустико-эмиссионный и тепловизионный методы, полностью согласуется с общей политикой руководства ООО КИНЕФ по внедрению самых современных средств обеспечения экологических безопасности и энергосберегающих технологий, руководство объединения проводит постоянные инвестиции в развитие существующей на предприятии системы методов контроля и технической диагностики технологических объектов. В основе такой политики лежит твердое убеждение, что мощная и постоянно развивающаяся система обеспечения безопасной эксплуатации промышленного оборудования является необходимой составляющей современного производства.