Энергодиагностика
+7-498-661-92-81
+7-498-661-61-35
Метод Магнитной Памяти Металла
Энергодиагностика
Метод Магнитной Памяти Металла
Реклама
Новости
30 октября 2017 г.
Вторая международная конференция по диагностике оборудования и изделий машиностроения с использованием метода магнитной памяти металла состоится 24-25 апреля 2018 года в Будапеште, Венгрия
1 июля 2017 г.
На семинаре по методу МПМ представлено более 60 отзывов организаций, диагностических фирм и промышленных предприятий об эффективности метода МПМ по результатам практической диагностики оборудования.
30 июня 2017 г.
ООО "Энергодиагностика" приняло активное участие в работе Конгресса, выставки, заседаниях Международного общества по мониторингу состояния (ISCM) 13-16 июня 2017 года в Лондоне, Великобритания.

Техническая диагностика и мониторинг за состоянием оборудования и конструкций на современном этапе развития

д.т.н., профессор Дубов А.А.

В настоящее время в России и в других странах мира получают все большее развитие техническая диагностика, оценка ресурса, риска и мониторинг за состоянием оборудования и конструкций.

В зарубежном сообществе по теме "Техническая диагностика и мониторинг" наиболее активную работу, начиная с 1988 года, проводит международная организация Condition Monitoring and Diagnostic Engineering Management (COMADEM). Ежегодно по инициативе руководства COMADEM проводится международный конгресс по обмену опытом между учеными и практиками разных стран, работающими в этой области. От России в проводимых конгрессах COMADEM периодически участвуют представители НПЦ "Динамика" (г. Омск) и ООО "Энергодиагностика" (г. Москва).

20-22 августа 2016 года в г. Сиань (Китай) состоялся 29-й конгресс "COMADEM-2016", в работе которого приняли участие около 300 специалистов (ученых и практиков) из 20 стран (Австралия, США, Великобритания, Канада, Новая Зеландия, Китай, Россия, Япония и др.). От России в работе конгресса «COMADEM-2016» по приглашению китайских организаторов принял участие генеральный директор ООО "Энергодиагностика" Дубов А.А., выступивший с пленарным докладом по теме: "Энергодиагностика - физическая основа метода магнитной памяти металла".

Следует отметить, что основной задачей проводимых конгрессов COMADEM является обмен опытом между специалистами разных стран в области развития различных методических приемов информационных систем (IT технологий), комплексных средств контроля и мониторинга в различных отраслях промышленности.

В области технической диагностики в рамках COMADEM до сих пор обсуждались, в основном, достижения по вибродиагностике. Как известно, проблемы и достижения в области диагностики состояния непосредственно металла оборудования и конструкций обсуждаются и регулируются Международным комитетом по неразрушающему контролю (ICNDT) и соответствующими региональными федерациями.

В 2015 году в результате соглашения между ICNDT и Международным обществом по мониторингу состояния (ISCM) создана рабочая группа "Condition Monitoring and Diagnostic Technologies". Основной задачей данной рабочей группы - обобщение мирового опыта по указанной теме, разработка международных стандартов, составление программ обучения специалистов, проведение международных семинаров и конференций.

Базовыми инструментами для развития направления по теме "Мониторинг и техническая диагностика" в плане рабочей группы обозначены:

  • инструментальный контроль (различные методы и средства технической диагностики);
  • расчетные методы (расчеты на прочность, оценка ресурса и рисков).

В 2017 году в Великобритании рабочей группой ICNDT и Британским институтом неразрушающего контроля (BINDT) планируется провести первый международный конгресс по теме "Мониторинг состояния".

В России имеется научно-производственный союз "РИСКОМ" - организация, объединяющая ряд диагностических фирм и ученых Российской академии наук. В Росстандарте на протяжении уже десятков лет существует комитет по технической диагностике (ТК-132), в основе деятельности которого - стандартизация в области вибродиагностики, контроля напряжений, прочности, неразрушающего контроля, физико-механических характеристик металла и др.

В 2003 году по инициативе специалистов ТК-132 был организован координационный совет "Контроль напряженно-деформированного состояния и оценка ресурса". Председателем этого совета был утвержден генеральный директор ООО "Энергодиагностика" д.т.н., профессор Дубов А.А.

За период времени с 2003 по 2015 годы в ТК-132 было подготовлено более 10 современных стандартов России по теме "Контроль напряжений и оценка ресурса", большинство из которых носят "пионерский" характер и не имеет мировых аналогов.

В 2015 году по инициативе НПС "РИСКОМ" в Росстандарте организован и начал работу ТК-227 "Мониторинг сложных технических систем". Идеологической основой НПС «РИСКОМ» и указанных технических комитетов Росстандарта является развитие методологии и стандартов в области мониторинга, оценки рисков, технической диагностики сложных технических систем.

При этом инструментальными методами технической диагностики, отвечающими задачам мониторинга, оценки ресурса и рисков являются:

  • метод акустической эмиссии (АЭ);
  • метод магнитной памяти металла (МПМ);
  • тепловой контроль;
  • вибродиагностика;
  • методы контроля напряжений.

Перечисленные и другие методы НК могут эффективно применяться в комплексном сочетании, например, система комплексного мониторинга для предупреждения аварий и контроля состояния (КОМПАКС) НПЦ "Динамика" использует ряд методов НК: вибрационный, АЭ, тепловой, электрический, вихретоковый, оптический.

В марте 2016 года в соответствии с решением Секции по безопасности объектов нефтегазового комплекса НТС Ростехнадзора создан комитет по техническому диагностированию во главе с Председателем - генеральным директором МЦ "Рустехэкспертиза" д.т.н., профессором Туманяном Б.П.

Комитетом разработаны Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности "Основные требования к проведению технического диагностирования технических устройств, зданий и сооружений на опасных производственных объектах".

В настоящее время проект данного документа прошел экспертную оценку ряда предприятий и организаций нефтегазового комплекса, в том числе ОАО "Гипрониигаз", НИИИН МНПО "Спектр", ПАО "Газпром", ОАО "Газпромнефтехим", ОАО "Ниихиммаш", ОАО "НК «Роснефть", ЗАО "ГИАП-Дистцентр" и другие.

В Протоколе по результатам очного обсуждения указанного документа первым пунктом было отмечено: "Признать деятельность комитета важной и перспективной". В соответствии с Федеральными нормами и правилами ПБ "Основные требования к проведению технического диагностирования на опасных производственных объектах" в ближайшие годы потребуется переработка старых руководящих документов (РД) по контролю и оценке ресурса трубопроводов, сосудов и другого оборудования на руководства по безопасности (РБ) с учетом требований указанных ФНиП.

Техническое диагностирование - это более высокий уровень обеспечения надежности и безопасности ОПО по сравнению с обычными методами неразрушающего контроля и дефектоскопии. Согласно ФНиП термин "техническое диагностирование" означает определение технического состояния объекта. Это определение взято из старого ГОСТа 20911-89 "Техническая диагностика". В указанном ГОСТе отмечается, что основными задачами технического диагностирования являются:

  • контроль технического состояния различными методами и средствами неразрушающего и разрушающего контроля;
  • поиск мест и причин отказов (неисправности);
  • прогнозирование технического состояния.

Целью прогнозирования технического состояния согласно ГОСТ 20911-89 - определение с заданной вероятностью интервала времени (ресурса), в течение которого сохраняется работоспособное состояние объекта.

Таким образом, если говорить коротко, то задачей технического диагностирования объекта контроля (ОК) является оценка технического состояния и продление ресурса на определенный срок безопасной эксплуатации (как минимум на межремонтный период).

В этой связи необходимо отметить, что в 2008 году специалистами ООО "Энергодиагностика" совместно с ТК-132 Росстандарта был подготовлен и утвержден ГОСТ Р 53006-2008 "Оценка ресурса потенциально опасных объектов на основе экспресс-методов. Общие требования".

На рис.1 представлена структурная схема определения остаточного ресурса оборудования с использованием экспресс-методов неразрушающего контроля (НК).

Рис.1. Структурная схема определения остаточного ресурса потенциально опасных объектов, подконтрольных Ростехнадзору.

К экспресс-методам в этом стандарте отнесены пассивные методы НК, использующие внутреннюю энергию металла конструкций:

  • метод акустической эмиссии (АЭ);
  • метод магнитной памяти металла (МПМ);
  • тепловой контроль.

Эти методы получили в настоящее время наибольшее распространение на практике для ранней диагностики повреждений оборудования и конструкций. Принципиальным отличием такого подхода к оценке ресурса является выполнение 100% обследования ОК с выявлением всех потенциально опасных зон концентрации напряжений (ЗКН) - источников возникновения повреждений при дальнейшей эксплуатации оборудования.

В новом национальном стандарте ГОСТ Р 53006-2008 отражены также следующие основные положения:

  • в качестве основных критериев предельного состояния металла предлагается использовать фактические энергетические характеристики, которые можно определить методами МПМ, АЭ и тепловым методом;
  • предложена структурная схема определения остаточного ресурса с акцентом на современные экспресс-методы технической диагностики;
  • поверочные расчеты на прочность с оценкой остаточного ресурса предлагается выполнять для ЗКН, остающихся в эксплуатации, с учетом фактических структурно-механических свойств металла, выявленных при обследовании.

Здесь следует отметить, что при переработке руководящих документов, которую потребуется сделать в соответствии с требованиями ФНиП Ростехнадзора по техническому диагностированию, необходимо будет учитывать рекомендации ГОСТ Р 53006-2008 и других современных стандартов в области контроля напряжений. В 2010 году по инициативе ряда учебных центров (ООО НУЦ "Качество", ООО "Энергодиагностика", ЗАО "ДИГАЗ") ОАО "НТЦ "Промышленная безопасность" при поддержке РОНКТД был разработан и введен в действие руководящий документ СДОС-05-2010 "Положение об аттестации персонала в области неразрушающего контроля напряженно-деформированного состояния". В соответствии с указанным руководящим документом, начиная с 2010 года, в ООО "НУЦ «Качество", ООО "Энергодиагностика" по специальным программам проходят подготовку и аттестацию специалисты в области контроля напряжений.

Очевидно, что после утверждения ФНиП Ростехнадзора по техническому диагностированию потребуется организация системы обучения специалистов в области технической диагностики и мониторинга.

Техническая диагностика и мониторинг - это более высокая ступень развития по отношению к системе неразрушающего контроля (НК), и специалисты в этой области должны обладать комплексом знаний. Такой специалист должен знать: преимущества и недостатки различных методов и средств разрушающего и неразрушающего контроля, в том числе методов контроля напряжений, материаловедение и механизмы разрушений, методы расчетной оценки прочности и прогнозирования. Для вращающихся механизмов такой специалист должен разбираться в вопросах вибродиагностики. И, конечно, такой специалист должен знать актуальные руководящие документы Ростехнадзора, национальные стандарты и стандарты предприятий в той отрасли промышленности, в которой он работает. В определенной степени такими знаниями владеют эксперты высшей категории (по старой системе аттестации). Однако, на взгляд автора, специалисты в области технической диагностики и мониторинга требуют специального обучения.

При оценке технического состояния опасных производственных объектов (ОПО), несмотря на то, что их Ростехнадзор в настоящее время условно разделил на четыре класса опасности, необходимо будет использовать общие критерии оценки. Одним из важнейших критериев оценки технического состояния ОПО, находящегося в длительной эксплуатации, является критерий "предельного состояния". В настоящее время в большинстве руководящих документов Ростехнадзора, разработанных отраслевыми институтами в 90-е годы прошлого века и в начале 2000-х годов, как правило, при оценке ресурса ОПО дается примерно следующее общее определение: "предельное состояние - это такое состояние объекта контроля, при котором нарушается работоспособность и дальнейшая его эксплуатация нецелесообразна".

Однако специалистам по механике разрушений известно, что способность материала любого объекта контроля сопротивляться внешним нагрузкам определяется оставшимся запасом собственной энергии материала в локальной области, оказавшейся в наименее благополучном положении при неудачном сочетании особенностей конструкции и условий эксплуатации, т.е. области с наибольшими затратами собственной энергии на сопротивление рабочей нагрузке. А отсюда со всей очевидностью следует, что в первую очередь надо знать, где находится эта область. Например, пассивные методы: метод магнитной памяти металла, акустическая эмиссия, тепловой контроль, использующие собственную внутреннюю энергию материала, излучаемую ОК, являются наиболее эффективными для выявления указанных локальных областей, которые определяют работоспособность любого ОК.

Именно для таких локальных областей с позиций современной механики разрушений [1] дано научное обоснование предельного состояния металла. Предельное состояние металла в локальной области наступает при достижении физического предела прочности, когда, как правило, на поверхности металла образуется микротрещина и начинается развитие повреждения. При экспериментальных исследованиях установлено, что уровень напряжений в локальных ЗКН, размеры которых колеблются от десятков микрометров до нескольких миллиметров, могут значительно превышать не только предел текучести, но и предел прочности металла. В таком состоянии металла элемент конструкции, учитывая запасы прочности, может работать еще длительное время.

Предельное состояние элемента конструкции наступает в условиях, когда зона развивающегося повреждения металла становится соизмеримой с размерами самого элемента конструкции.

Как видим, критерии предельного состояния материала, полученные при простых механических испытаниях образцов (условные предел текучести и предел прочности), не могут отражать предельное состояние материала и, тем более, предельное состояние элемента конструкции. Опыт 100%-ного обследования различного оборудования, трубопроводов, конструкций, вращающихся механизмов с использованием метода МПМ показывает, что только 5-10% всего объема металла выходит на развитие повреждений в ЗКН после длительной эксплуатации оборудования. Однако, как правило, заранее не известны места образования локальных ЗКН и уровень деградации металла в этих зонах.

Результаты исследований, представленные в работе [1], указывают на необходимость разработки новой нормативной документации, регламентирующей проведение аттестации средств диагностики напряженно-деформированного состояния оборудования и конструкций.

С позиций современных знаний в области механики разрушений и материаловедения о предельном состоянии металла и элемента конструкции необходима также разработка новой нормативной документации по технической диагностике, мониторингу и оценке ресурса и риска ОПО.

В условиях, когда становится возможным с помощью современных методов диагностики выполнить 100% обследование оборудования и выявить все потенциально опасные зоны, предрасположенные к развитию повреждений, оценка ресурса и риска становится более конкретной и предсказуемой [2].

В заключение необходимо отметить, несмотря на стагнацию экономики, которую мы переживаем в настоящее время в России, и недостаточную востребованность со стороны промышленности к теме "Техническая диагностика и мониторинг", это направление работы в области обеспечения промышленной безопасности ОПО специалистами (учеными и практиками) России активно развивается. И, в сравнении с положением дел по этой теме в других странах мира, в области методологии и стандартизации мы занимаем лидирующее положение.

В данной статье отмечено, что, например, наши национальные стандарты по теме "Контроль напряженно-деформированного состояния ОПО" носят «пионерский» характер и не имеют мировых аналогов. Отдельные научно-технические, методологические и организационные проблемы, существующие в настоящее время в России по рассматриваемой теме, требуют объединения усилий РОНКТД, Ростехнадзора, Росстандарта (ТК-132, ТК-227, ТК-361 и др. комитетов), а также таких общественных организаций, как НПС "РИСКОМ".

Литература

1. Власов В.Т., Дубов А.А. Физическая теория процесса "деформация - разрушение". Ч.I. Физические критерии предельного состояния металла. М.: ЗАО "Тиссо", 2007. 517 с.

2. Дубов А.А. Мониторинг рисков на основе ранней диагностики состояния металла оборудования и конструкций в зонах концентрации напряжений - источников развития повреждений // Химическая техника, № 4, 2016. С.22-24.

ООО "Энергодиагностика" является разработчиком нового метода и приборов неразрушающего контроля, основанных на использовании магнитной памяти металла (МПМ).
1992-2017 © ООО "Энергодиагностика"
Рейтинг@Mail.ru
Создание сайта: ООО "Модерн Медиа"