5.8. Неразрушающие методы контроля целостности внутренней оболочки ИР

5.8. Неразрушающие методы контроля целостности

внутренней оболочки ИР

5.8.1. Основные положения

5.8.1.1. Решение о возможности использования разрушающего метода, а также того или иного неразрушающего метода контроля целостности внутренней оболочки ИР принимается экспертной организацией.

5.8.1.2. Неразрушающие методы контроля при полном техническом освидетельствовании ИР применяются для выявления дефектов только внутренней оболочки ИР.

5.8.1.3. АЭ-контроль внутренней оболочки ИР, проводимый в соответствии с РД 03-131-97 [45], является основным методом, однако решение о его первоочередном применении принимается экспертной организацией по результатам анализа эксплуатационной документации и визуального осмотра ИР. Кроме того, АЭ-контроль внутренней оболочки ИР может быть использован как дополнительный метод (раздел 5.8.2 настоящей Инструкции).

5.8.1.4. Контроль основного металла и металла сварных швов внутренней оболочки ИР традиционными неразрушающими методами контроля (ультразвуковая, цветная дефектоскопия, магнитопорошковый метод) производится по результатам проведения АЭ-контроля внутренней оболочки в местах с повышенной активностью выявленных источников АЭ (согласно п. 1.1.2.1 РД 03-131-97 [45]) в целях определения фактического местоположения дефектов, возникших в процессе монтажа и эксплуатации ИР. При этом сокращается объем традиционных неразрушающих методов контроля.

5.8.1.5. При положительных результатах проведения АЭ-контроля целостности внутренней оболочки ИР допускается неразрушающий метод контроля по согласованию с Госгортехнадзором России (в соответствии с п. 1.1.3.3 РД 03-131-97 [45]), кроме ультразвуковой толщинометрии, не производить.

5.8.1.6. Объем проведения традиционных неразрушающих методов контроля целостности внутренней оболочки ИР (при невозможности проведения АЭ-контроля) определяется по результатам визуального осмотра. При этом обязательными методами неразрушающего контроля являются ультразвуковая и цветная дефектоскопия, ультразвуковая толщинометрия.

5.8.1.7. Магнитопорошковый, радиографический, вихретоковый, вакуумный (пузырьковый) методы, метод керосиновой пробы и магнитной памяти металла являются дополнительными и рекомендуемыми методами неразрушающего контроля целостности внутренней оболочки ИР.

5.8.2. Акустико - эмиссионный контроль (АЭ-контроль)

5.8.2.1. АЭ-контроль является одним из методов неразрушающего контроля, в основе которого лежат регистрация и анализ акустических волн, возникающих в процессе пластической деформации, структурных превращений в материале, образования и роста трещин, трения, а также истечения рабочего тела (жидкости или газа) через сквозные отверстия в контролируемом объекте, и предназначен для установления наличия дефектных зон и выявления поверхностных и внутренних дефектов типа трещин, непроваров, пор и т.д.

5.8.2.2. АЭ-контроль внутренней оболочки ИР может проводиться как в рамках комплексного обследования (освидетельствования) технического состояния ИР, так и в режиме постоянного или периодического слежения (мониторинга) за состоянием внутренней оболочки ИР.

5.8.2.3. В случае оснащения ИР мониторинговыми системами прогнозирование возможности дальнейшей эксплуатации ИР должно осуществляться исходя из сравнения фактического технического состояния в режиме реального времени с результатами комплексного обследования, предшествующего началу мониторинга.

5.8.2.4. При проведении полного технического освидетельствования ИР может быть применен АЭ-контроль в качестве основного метода контроля при определении целостности ИР либо как вспомогательный, в задачи которого входит выявление мест (зон) расположения источников акустической эмиссии, свищей в корпусе, а также протечек в уплотнениях. В обоих случаях АЭ-контроль проводится в соответствии с требованиями и положениями РД 03-131-97 [45]. Различием в вариантах применения АЭ-контроля является характер и величина сопровождающей нагрузки на ИР. В первом варианте сопровождающей нагрузки принимается нагрузка, при которой проводится комбинированное гидропневмонагружение, во втором - при пневмонагружении давлением, равным газовому подпору. Нагружение ИР в обоих случаях выполняется согласно п. п. 5.16.4 и 5.16.5 настоящей Инструкции по специально разработанной программе с обязательными промежуточными двумя, тремя выдержками по давлению в течение 10 - 15 мин.

Программа работ по АЭ-контролю включает организационно - технические мероприятия, проводимые заказчиком и исполнителем по подготовке к проведению, и проведение работ по контролю, изложенные в п. 5.8.2.9.

5.8.2.5. Установка преобразователей акустической эмиссии (ПАЭ) на ИР, подвергающихся гидропневмонагружению, производится на наружной стороне ИР. При гидропневмонагружении ИР в двустенном исполнении должны быть предусмотрены специальные кессоны, позволяющие осуществить установку ПАЭ на наружной поверхности внутренней оболочки ИР и исключающие воздействие на них теплоизоляционного материала (перлита). При пневмонагружении ИР допускается установка ПАЭ на внутренней поверхности внутренней оболочки ИР с выводом коммуникационных кабелей через уплотнительный узел в заглушке нижнего люка - лаза.

5.8.2.6. Установка ПАЭ предусматривает их равномерное распределение по элементам корпуса ИР: крыше и цилиндрической оболочке. Размещение ПАЭ должно обеспечивать контроль всей поверхности контролируемого объекта. Установка ПАЭ должна осуществляться либо с лесов, либо с помощью автовышек, либо с помощью промальпинистов. Варианты расстановки ПАЭ при контроле ИР емкостью 10000 т приведены в Приложении 6.

5.8.2.7. В ряде случаев по согласованию с заказчиком допускается размещение ПАЭ только в тех областях ИР, которые определены как наиболее важные. К ним относятся: уторный шов, вертикальные монтажные швы в случае рулонной сборки (особенно при уводе кромок), а также зоны вварки штуцеров, люков - лазов и зона сопряжения корпуса ИР с крышей.

5.8.2.8. Допускается проводить АЭ-контроль по этапам с переустановкой ПАЭ. Интервал между отдельными этапами должен быть не менее 24 часов. Число перестановок определяется возможностями используемой аппаратуры, но не должно превышать для ИР емкостью 10000 т аммиака шести при контроле только цилиндрической части внутренней оболочки ИР и девяти при контроле цилиндрической и купольной части ИР.

5.8.2.9. Организация АЭ-контроля осуществляется на основании программы (п. 5.8.2.4), разработанной в соответствии с п. 3.9 настоящей Инструкции. Согласно программе работ должны выполняться следующие мероприятия.

5.8.2.9.1. Предоставление помещения для размещения акустико - эмиссионной аппаратуры (при необходимости). Температура в помещении должна быть не ниже 18 град. C, оно должно быть обеспечено электропитанием напряжением 220 В и мощностью не ниже 10 кВт.

5.8.2.9.2. Обеспечение доступа к местам установки ПАЭ на объекте контроля, включая вырезку окон в теплоизоляции, установку кессонов с зачисткой поверхности внутренней оболочки ИР в местах установки ПАЭ (чистота поверхностей должна быть не хуже Rz = 40).

5.8.2.9.3. Выполнение мероприятий, обеспечивающих проведение АЭ-контроля, в том числе: удаление ремонтных рабочих на период АЭ-контроля на безопасное место от ИР, прекращение работ на близкорасположенных объектах.

5.8.2.9.4. Строгое соблюдение изменения нагрузки на объекте контроля согласно утвержденному графику нагружения.

5.8.2.9.5. Обеспечение двусторонней связи между персоналом, выполняющим контроль, и эксплуатационным персоналом, осуществляющим изменение нагрузки.

5.8.2.9.6. Проведение инструктажа по технике безопасности и обеспечение специалистов, проводящих АЭ-контроль, индивидуальными средствами защиты и спецодеждой.

5.8.2.10. Требования к организациям - исполнителям и персоналу, проводящим АЭ-контроль, аппаратуре и оборудованию принимаются согласно п. 2.3 раздела 2 и разделу 3 РД 03-131-97 [45], основными из которых являются наличие лицензии Госгортехнадзора России на право проведения контроля ИР, аттестованных специалистов не ниже II уровня, имеющих опыт работы в области акустико - эмиссионного контроля не менее пяти лет, а также использование при контроле многоканальной (не ниже 12 каналов) и многопараметрической акустико - эмиссионной аппаратуры, обеспечивающей как оперативную обработку и отображение информации в режиме реального времени, так и обработку, отображение и вывод на периферийные устройства для документирования накопленных в течение испытания данных после окончания испытания.

5.8.2.11. Проведению АЭ-контроля предшествуют разработка локационных схем и определение типа антенных групп. Количество и тип антенных групп определяются конструкцией и схемой монтажа ИР - полистовая либо рулонная сборка. Основное внимание должно быть уделено зоне уторного шва, вертикальным монтажным швам в случае рулонной сборки, а также зонам вварки штуцеров, люков - лазов и зоне сопряжения корпуса ИР с крышей.

5.8.2.12. В случае многоканальной локации расстояние между ПАЭ выбирают таким образом, чтобы сигнал от имитатора АЭ, расположенного в любом месте контролируемой зоны, обнаруживался тем минимальным количеством преобразователей, которое требуется для расчета координат.

5.8.2.13. Для выбора расстояния между ПАЭ производят измерение затухания, при этом выбирают представительную часть объекта без патрубков, проходов и т.д., устанавливают ПАЭ и перемещают (через 0,5 м) имитатор АЭ по линии в направлении от ПАЭ на расстояние до 3 м.

5.8.2.14. В качестве имитатора АЭ рекомендуется использовать пьезопреобразователь либо излом стержня карандаша (имитатор Су - Нильсена) диаметром 0,3 - 0,5 мм, твердостью 2Н (2Т), с углом наклона стержня приблизительно 30 град. к поверхности, стержень выдвигают на 2,5 мм.

5.8.2.15. Расстояние между ПАЭ при использовании зонной локации задают таким образом, чтобы сигнал имитатора АЭ регистрировался в любом месте контролируемой зоны хотя бы одним ПАЭ и имел амплитуду не меньше заданной.

5.8.2.16. Как правило, разница амплитуд имитатора АЭ при расположении его вблизи ПАЭ и на краю зоны не должна превышать 20 дБ.

5.8.2.17. Максимальное расстояние между ПАЭ не должно превышать расстояния, которое в 1,5 раза больше порогового. Последнее определяют как расстояние, при котором амплитуда сигнала от имитатора АЭ равна пороговому напряжению.

5.8.2.18. Измерение скорости звука, используемое для расчета координат источников АЭ, производят следующим образом.

5.8.2.18.1. Имитатор АЭ располагают вне групп ПАЭ на линии, соединяющей ПАЭ, на расстоянии 10 - 20 см от одного из них.

5.8.2.18.2. Проводя многократные измерения (не менее 5), для разных пар ПАЭ определяют среднее время распространения. По нему и известному расстоянию между ПАЭ вычисляют скорость распространения сигналов АЭ.

5.8.2.19. Проверку работоспособности АЭ системы выполняют тотчас после установки ПАЭ, а также после проведения испытаний. Проверку выполняют путем возбуждения акустического сигнала имитатором АЭ, расположенным на определенном расстоянии от ПАЭ в соответствии с требованиями п. 4.2 РД 03-131-97 [45].

5.8.2.20. Анализ шумов и принятие мер по уменьшению их влияния на результаты контроля принимаются согласно п. 4.4 РД 03-131-97 [45].

5.8.2.21. После выполнения подготовительных и настроечных работ производят нагружение ИР в соответствии с требованиями п. 5.8.2.4 настоящей Инструкции и п. 4.3 РД 03-131-97 [45].

5.8.2.22. Требования, изложенные в п. п. 5.8.2.10 - 5.8.2.20, используются для создания "Технологии проведения АЭ-контроля внутренней оболочки ИР", являющейся методическим документом проведения контроля.

5.8.2.23. Накопление и обработка результатов АЭ-контроля осуществляются в соответствии с требованиями п. 5 РД 03-131-97 [45].

5.8.2.24. Оценка результатов АЭ-контроля при пневмогидронагружении осуществляется в соответствии с требованиями п. 6 РД 03-131-97 [45].

5.8.2.25. При положительной оценке технического состояния объекта по результатам АЭ-контроля или отсутствии зарегистрированных источников АЭ применение дополнительных неразрушающих методов контроля не требуется. Если интерпретация результатов АЭ-контроля неопределенна, рекомендуется использовать дополнительные неразрушающие методы контроля.

5.8.2.26. При оценке результатов акустико - эмиссионного контроля в случае пневмонагружения рекомендуется пользоваться следующими критериальными параметрами (табл. 1).

Таблица 1

5.8.2.27. Результаты АЭ-контроля оформляются протоколом (Приложение 5), который входит в состав приложения к заключению экспертизы промышленной безопасности ИР.

5.8.3. Обязательные и дополнительные методы дефектоскопии основного металла и металла сварных швов внутренней оболочки ИР

5.8.3.1. Обязательными традиционными неразрушающими методами контроля сварных швов и основного металла внутренней оболочки ИР (при невозможности проведения АЭ-контроля согласно п. 5.8.1.6) являются:

ультразвуковая дефектоскопия (УЗД);

цветная дефектоскопия.

5.8.3.2. Ультразвуковая дефектоскопия проводится в соответствии с ГОСТ 14782-86 [7], ОСТ 26-2044-83 [59] и обеспечивает выявление внутренних и поверхностных дефектов в сварных швах и околошовной зоне основного металла. При ультразвуковой дефектоскопии определяются условная протяженность, глубина и координаты расположения дефекта.

5.8.3.3. Объем работ по проведению контроля ультразвуковой дефектоскопией указан в табл. 2.

Таблица 2

5.8.3.4. Ширина контролируемой зоны должна быть не менее 100 мм на каждую сторону от оси шва.

5.8.3.5. Перед началом УЗД сварных соединений изготовляются эталоны сварных соединений для настройки дефектоскопа и пьезоэлектрических преобразователей. Результаты УЗД заносятся в протокол (Приложение 7), который входит в состав приложения к заключению экспертизы промышленной безопасности ИР.

5.8.3.6. Цветная дефектоскопия проводится в соответствии с ГОСТ 18442-88 [8], ОСТ 26-5-88 [5] и позволяет обнаружить поверхностные дефекты, главным образом трещины, в различных сварных соединениях.

5.8.3.7. Цветная дефектоскопия проводится в тех же объемах, что и УЗД (табл. 2, п. 5.8.3.3), за исключением уторного шва.

5.8.3.8. Ширина зоны контроля для проведения цветной дефектоскопии должна быть не менее 100 мм в каждую сторону от оси сварного шва.

5.8.3.9. Осмотр контролируемой поверхности после нанесения проявителя должен осуществляться дважды: через 5 мин. после высыхания проявителя (предварительный контроль) и через 20 мин. после высыхания проявителя (окончательный контроль) с применением лупы 10-кратного увеличения.

5.8.3.10. Для контроля сварных швов рекомендуется применять комплекты типа ЦАН, позволяющие выявить дефекты с шириной раскрытия до 1 мкм. Результаты контроля оформляются протоколом (Приложение 8), который входит в состав приложения к заключению экспертизы промышленной безопасности ИР.

Примечание. Цветная дефектоскопия должна выполняться перед проведением УЗД. Обратный порядок контроля не допускается.

5.8.3.11. Для контроля основного металла и металла сварных швов внутренней оболочки ИР используются следующие дополнительные неразрушающие методы контроля:

магнитопорошковый метод (выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 21105-87 [4]);

радиографический метод (выполняется в соответствии с ГОСТ 7512-82 [52]);

вакуумный (пузырьковый) метод (выполняется в соответствии с ГОСТ 3242-79 [9]);

вихретоковый метод (выполняется в соответствии с ГОСТ 24289-80 [10]);

метод керосиновой пробы (выполняется в соответствии с ГОСТ 11128-65 [11]).

5.8.3.12. Дополнительные методы неразрушающего контроля не заменяют обязательные и выполняются для дополнительного подтверждения дефектов, выявленных обязательными методами.

5.8.3.13. Результаты, полученные при использовании дополнительных неразрушающих методов контроля, оформляются протоколом (пример протокола магнитопорошкового контроля см. в Приложении 9), который входит в состав приложения к заключению экспертизы промышленной безопасности ИР.

5.8.3.14. Все дефекты, превышающие допустимые размеры, наносятся на схему сварных соединений внутренней оболочки ИР, после чего принимается решение о работоспособности поврежденных участков основного металла или сварного шва и необходимости их ремонта.

5.8.3.15. Для выполнения работ, связанных с применением неразрушающих методов контроля, предусмотренных настоящей Инструкцией при проведении полного технического обследования ИР, допускаются дефектоскописты, прошедшие теоретическое и практическое обучение и имеющие удостоверение с квалификацией не ниже II уровня.

5.8.4. Метод магнитной памяти металла (ММП контроль)

5.8.4.2. ММП - контролем допускается проводить до 30% работ по неразрушающему контролю (табл. 2, п. 5.8.3.3) либо все работы по контролю сварных швов стенки внутренней оболочки ИР на высоте свыше 10 м (табл. 2, п. 5.8.3.3).

5.8.4.3. ММП - контроль осуществляют два оператора. Один оператор выполняет сканирование датчиками, другой оператор следит на экране прибора за изменениями измеряемого параметра. В отдельных случаях допускается ММП - контроль осуществлять одним оператором.

5.8.4.4. Зоны ММП - контроля основного металла и сварных соединений разбиваются на несколько участков. Рекомендуемая длина каждого участка - 4 - 5 м. Длина участка может быть увеличена для ускорения контроля, но при этом дискретность записи (расстояние между фиксируемыми точками контроля) увеличивается. Разбиение зон ММП - контроля на несколько участков делается для выполнения записи измерений в блок памяти прибора. Условное обозначение (кодирование) участков производится на клавиатуре прибора в виде нескольких цифр. При этом рекомендуется первой цифрой (или двумя первыми цифрами) обозначать порядковый номер зоны ММП - контроля. Например, код 112 означает номер зоны ММП - контроля 11, участок 2.

5.8.4.8. После выполнения контроля всех участков основного металла и сварных швов рекомендуется произвести контроль в зонах концентрации напряжений на предмет выявления в них возможных дефектов методом УЗД. Наиболее опасным для развития повреждения сварного шва является совпадение зон концентрации напряжений от дефектов сварки (непровары, шлаковые включения, смещение кромок и т.д.) с концентрацией напряжений в этом месте от рабочих нагрузок.

5.8.5. Ультразвуковая толщинометрия внутренней оболочки ИР

5.8.5.1. Ультразвуковая толщинометрия производится для выявления возможного уменьшения толщины элементов внутренней оболочки ИР в целях определения скорости коррозионного или коррозионно - эрозионного износа.

5.8.5.2. Ультразвуковая толщинометрия элементов внутренней оболочки ИР проводится в соответствии с ГОСТ 28702-90 [12] с помощью ультразвуковых толщиномеров отечественного и зарубежного производства, позволяющих измерять толщину в интервале 0,6 - 1000 мм с точностью до 0,1 мм при температуре окружающего воздуха от -10 до +40 град. C и отвечающих требованиям ГОСТ 28702-90 [12].

5.8.5.3. Объем работ по измерениям толщин устанавливается на основании визуального контроля внутренней поверхности и в зависимости от длительности эксплуатации. Для оценки толщины металла внутренней оболочки ИР за длительный период эксплуатации необходимо установить постоянные точки измерений, обозначив их несмываемой краской.

5.8.5.4. Толщина листов днища измеряется по двум взаимно перпендикулярным направлениям (не менее 50 мм от края и посредине каждого листа) с количеством замеров не менее пяти на каждом листе. Замерам подвергаются 50% листов днища (выборочно).

5.8.5.5. Листы вертикальной стенки и окрайков днища измеряются по двум взаимно перпендикулярным направлениям с количеством замеров не менее пяти на каждом листе, а в местах с явной коррозией - от 8 до 10.

5.8.5.6. Поверхность металла внутренней оболочки ИР в точках измерений должна быть зачищена до шероховатости Rz = 40 по ГОСТ 2789-73 [13], диаметр контактного пятна - не менее 30 мм.

5.8.5.7. Результаты ультразвуковой толщинометрии оформляются в виде протокола с приложением схемы расположения точек измерений на развертке внутренней оболочки (Приложение 10, 11), которые входят в состав приложения к заключению экспертизы промышленной безопасности ИР.