В данной работе представлены преимущества использования метода акустической эмиссии для проведения технической диагностики стального резервуара и внедрения систем мониторинга для резервуарных парков, эксплуатируемых в Республике Саха (Якутия). Раскрыты вопросы, необходимые для проведения акустико-эмиссионных испытаний стальных резервуаров.
Согласно Федеральному закону от 21.07.97 года N 116-ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов" организации эксплуатирующие резервуарные парки на территории Республики Саха (Якутия), должны проводить техническое диагностирование стальных резервуаров на предмет соответствия требованиям промышленной безопасности. Однако работы по проведению технического диагностирования 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.
В настоящее время, для оптимизации указанных расходов во всем мире активно используются диагностические системы на основе акустической эмиссии (АЭ). 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 позволяет формировать систему классификации дефектов и критерии оценки состояния объекта, основанные на реальном влиянии дефекта на объект. Другим источником АЭ является утечка рабочего тела (жидкости или газа) через сквозные отверстия в контролируемом объекте. Целью АЭ-контроля является обнаружение, определение координат и слежение (мониторинг) за источниками АЭ, связанными с дефектами на поверхности или внутри стенки объекта контроля, сварных соединений деталей и компонентов. Регистрация АЭ позволяет определить образование свищей, сквозных трещин, протечек в уплотнениях, заглушках и фланцевых соединениях. Самым главным достоинством метода акустической эмиссии является то, что он может локализовать опасные зоны на резервуарах без слива (зачистки) рабочей жидкости, хранящейся в резервуарах. После определения координат опасных зон в резервуаре далее применять более точные физические методы неразрушающего контроля, такие как ультразвуковой контроль, рентгенографический и тд.
Характерными особенностями метода АЭ контроля, определяющими его возможности и область применения, являются следующие:
• метод АЭ-контроля обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся дефектов, что позволяет классифицировать дефекты не по размерам, а по степени их опасности;
• метод АЭ-контроля обладает весьма высокой чувствительностью к растущим дефектам - позволяет выявить в рабочих условиях приращение трещины порядка долей мм. Предельная чувствительность акустико-эмиссионной аппаратуры по теоретическим оценкам составляет порядка 1*10-6 мм2, что соответствует выявлению скачка трещины протяженностью 1 мкм на величину 1 мкм;
• свойство интегральности метода АЭ-контроля обеспечивает контроль всего объекта с использованием одного или нескольких преобразователей АЭ-контроля, неподвижно установленных на поверхности объекта;
• метод АЭ позволяет проводить контроль различных технологических процессов и процессов изменения свойств и состояния материалов;
• положение и ориентация объекта не влияет на выявляемость дефектов;
• метод АЭ имеет меньше ограничений, связанных со свойствами и структурой материалов;
• При развитии дефекта, когда его размеры приближаются к критическому значению, амплитуда сигналов АЭ и темп их генерации резко увеличивается, что приводит к значительному возрастанию вероятности обнаружения такого источника АЭ.
Также метод АЭ может быть использован для контроля технических объектов при их изготовлении, в процессе приемочных испытаний, при периодических технических обследованиях, в процессе эксплуатации [1].
В соответствии, с «Правилами организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов», метод АЭ рекомендован для контроля таких объектов химических и нефтехимических производств, как емкостное, колонное, реакторное, теплообменное оборудование, изотермические хранилища, хранилища сжиженных углеводородных газов под давлением, резервуары нефтепродуктов и агрессивных жидкостей, оборудование аммиачных холодильных установок, сосуды, котлы, аппараты, технологические трубопроводы и т. д. [2].
Далее приведем все необходимые мероприятия для проведения АЭ-контроля резервуара.
Подготовительные работы к обследованию резервуара
Ознакомление с эксплуатационно-технической документацией.
При ознакомлении с технической документацией устанавливается ее комплектность. Сведения о диагностируемом резервуаре вносятся в опросный лист, подписываемый Заказчиком и Исполнителем.
На основе данных Опросного листа производится:
- анализ конструктивных особенностей резервуара, технологии его изготовления и монтажа, ремонта или реконструкции, а также условий эксплуатации;
- определение наиболее нагруженных, работающих в наиболее тяжелых и сложных условиях элементов резервуара.
