Проблемы оценки состояния объектов котлонадзора по результатам технического диагностирования

2

ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ОБЪЕКТОВ КОТЛОНАДЗОРА

ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Сильвестров Ю.Г., Фенстер Б.Р., Попов В.И., Досайкин В.М., Лисицын К.А.

Новокузнецк, Россия

Известно, что большое количество опасных производственных объектов России поднадзорных Ростехнадзору, в том числе и объекты котлонадзора, исчерпало свой ресурс: назначенный производителем, расчетный или парковый. Возможность, параметры и сроки дальнейшей эксплуатации таких объектов определяют на основе контроля и оценки состояния металла при их техническом диагностировании.

В ряде случаев при этом возникает необходимость проведения поверочных расчетов на прочность. Такая необходимость возникает, например, при отклонении фактической формы изделия от проектной (овальность цилиндрической оболочки, наличие вмятины, отдулины и т.п.), утонении стенок элементов изделия вследствие процессов коррозии и эрозии, снижения нормативного значения допускаемых напряжений элементов, работающих длительное время в условиях ползучести и т.д. Эти расчеты осуществляют по принятым нормам расчета с использованием нормативных характеристик механических свойств, в качестве которых для объектов котлонадзора используют допускаемые напряжения. При расчете величины допускаемого напряжения делят значение опасного напряжения для выбранного предельного состояния, например, предел текучести, на значение коэффициента запаса, равного в этом случае 1,5.

Часто возникает такая ситуация, когда поверочный расчет показывает отрицательный результат, а проведенный контроль говорит об удовлетворительном состоянии металла. В этом случае при оценке результатов поверочных расчетов следует учитывать, что речь идет о конкретном объекте, выполненном из конкретного металла и проработавшего достаточно длительный срок при всех возможных режимах нагружения.

Во-первых, следует учитывать, что характеристики механических свойств металла, в том числе предел текучести, временное сопротивление, предел длительной прочности и т.п., имеют статистический характер, т.е. обладают разбросом.

В качестве нормативных величин для целей проектирования и поверочных расчетов принимают минимальные значения характеристик для данной марки стали. При этом велика вероятность, что конкретный металл, в конкретной конструкции имеет характеристики механических свойств значительно выше нормативной величины. Исходя из этого, для оценки фактического состояния металла контролируемого объекта и возможности его дальнейшей эксплуатации целесообразно определить индивидуальные характеристики механических свойств. Применение для этого разрушающих методов не всегда возможно по техническим либо экономическим причинам. В этом случае могут быть использованы косвенные неразрушающие методы определения механических характеристик металла, например, через измерение твердости.

Во-вторых, нормативная величина коэффициента запаса при определении допускаемого напряжения основана на допущении ряда факторов, отрицательно воздействующих на прочность, таких как: наличие дефектов в металле технологического характера, понижение механических свойств металла при нарушении режимов обработки, недостаточная информация об условиях эксплуатации объекта и т.п. Тщательный контроль состояния металла в опасных расчетных зонах объекта может уменьшить эту неопределенность и, следовательно, позволит снизить величину коэффициента запаса.

Тщательному контролю с использованием известных методов следует подвергнуть внутреннюю и наружную поверхности исследуемой зоны, состояние металла по толщине. Отсутствие признаков развития процессов, свидетельствующих о достижении металлом опасного уровня напряжений, может явиться основанием снижения коэффициента запаса.