The safety assurance at all stages of the life cycle of technical devices, carried out by methods of technical diagnostics, monitoring and resource–strength studies, is considered
durability, destruction, monitoring, reserves, reliability, resource, risk, safety survivability, technical condition, technogenic safety
Комплекс мониторинга (КМ) технического состояния (ТС) и оценки ресурса технических устройств (ТУ), работающих под давлением, содержит программу мониторинга, измерительные системы, устройства передачи информации по каналам связи, модули обработки информации и результатов мониторинга, программный комплекс ресурсно-прочностных исследований (РПИ), системы подготовки технической документации и заключений по техническому состоянию и ресурсу [1]. Рассмотрим этапы работы КМ.
1. Формируется программа мониторинга, включающая сведения о ТУ: тип; назначение; класс опасности; температуру, давление и состав технологических сред; ветровые и сейсмические нагрузки; цикличность нагружения; данные по конструктивному исполнению; размеры узлов и деталей; типы разъемных соединений и сварных швов. Программа мониторинга включает порядок и последовательность контроля с учетом типа, технических характеристик, методов контроля и измерительных систем. Задается диапазон измеряемых параметров, количество точек измерения и места установки датчиков на элементах ТУ.
2. В соответствии с программой мониторинга в КМ в компьютерные модули вводятся исходные данные по ТУ. Контролируемые элементы ТУ оснащаются датчиками, системами передачи информации в КМ. Задается объем и порядок его проведения, диапазоны измеряемых параметров, их количество и периодичность передачи данных.
3. Перед мониторингом проверяется работоспособность всех систем КМ, осуществляется тестирование их работоспособности с получением откликов от датчиков и измерительных систем.
4. В процессе мониторинга отслеживается изменение контролируемых параметров: температуры, давления и состава сред; скорости их перемещения в рабочем пространстве; параметров, которые изменяют ТС при воздействии на элементы ТУ температуры окружающей среды; ветровых и сейсмических нагрузок; амплитуды и количества циклов колебаний и вибрации, толщины стенок, механических напряжений в зонах вероятного появления дефектов и др. Численные величины контролируемых параметров фиксируются модулем обработки информации, а затем определяются области допустимых значений технологических параметров и изменяющих ТС параметров, в том числе, уменьшение толщин стенок, рост механических напряжений в зонах вероятного появления дефектов.
5. В процессе мониторинга проводятся РПИ с определением прочности обечаек, днищ и крышек, патрубков, трубопроводов, нагрузок на штуцеры. Рассчитывается прочность несущих конструкций от воздействия опорных нагрузок, определяют напряжения в зонах коррозионных и других дефектов, и их опасность. Исследуется напряженно–деформированное состояние, вероятность хрупкого разрушения. Анализируют область допустимых значений показателей прочности элементов ТУ и их снижение за последующий период эксплуатации. Мониторингом определяются фактические запасы прочности в режиме реального времени. Если запасы прочности отдельных элементов близки к нормативным, то разрабатывают рекомендации по ремонту, замене или усилению ослабленных элементов.
6. Техническое состояние ТУ оценивается запасами прочности узлов, деталей, элементов и зон их сопряжения между собой по исходным и фактическим толщинам стенок, напряжениям, деформациям и числу циклов. Конечный этап РПИ — прогнозирование ресурса с учетом усиления или замены изношенных узлов, деталей и элементов.
7. Ресурс каждого узла, детали или элемента определяют с учетом наименьшего запаса прочности, а по их наименьшему ресурсу задают ресурс всего ТУ. Каждый этап мониторинга завершается определением ресурса безопасной эксплуатации ТУ, как показано в работе [1], и составлением заключения по мониторингу ТС и ресурсу оборудования. По ТС и ресурсу каждого ТУ оценивается ресурс и безопасность эксплуатации всего технологического комплекса.
1. Mahutov N.A., Cherepanov A.P., Lisanov M.V. Zadachi razrabotki i realizacii sistemy upravleniya promyshlennoy bezopasnost'yu predpriyatiya pri ekspluatacii tehnicheskih ustroystv// Bezopasnost' truda v promyshlennosti. – 2021. – № 2. – S. 15–19. DOI:https://doi.org/10.24000/0409–2961–2021–2–15–19.
