Dftgndf3g1s4d2gd1e5b

№ 12 (109), часть 2, декабрь 2015 г.

Журнал «ТехНАДЗОР» – лауреат II Всероссийского конкурса публикаций в СМИ по машиностроительной тематике Редакционный совет ГУТЕНЕВ Владимир Владимирович Союз машиностроителей России, вице-президент, председатель комиссии по вопросам модернизации промышленности Общественной палаты РФ, д.т.н. Зубихин Антон Владимирович Российский союз промышленников и предпринимателей, заместитель руководителя Комитета по техническому регулированию, стандартизации и оценке соответствия, к.т.н.

В рамках рубрики «Экспертное сообщество: научные подходы» журнал «ТехНАДЗОР» публикует статьи в области промышленной безопасности сотрудников экспертных организаций, осуществляющих деятельность в области ПБ

КЕРШЕНБАУМ Всеволод Яковлевич Национальный институт нефти и газа, генеральный директор, профессор, д.т.н., действительный член Российской и Международной инженерных академий Корнилков Сергей Викторович Институт горного дела УрО РАН, директор, д.т.н. КОТЕЛЬНИКОВ Владимир Семенович ОАО «НТЦ «Промышленная безопасность», генеральный директор, д.т.н. Кукушкин Игорь Григорьевич Российский союз химиков, исполнительный директор, к.э.н. МАХУТОВ Николай Андреевич, доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник ИМАШ РАН, председатель рабочей группы при президенте РАН по анализу риска и проблем безопасности «Риск и безопасность», советник РАН, председатель Научного совета по проблемам предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций при МГС по ЧС, председатель Научного совета РАН по проблеме «Надежность, ресурс и безопасность технических систем», член Экспертного совета МЧС России; член Общественного совета, заместитель председателя секции научно-технического совета Ростехнадзора Шмаль Геннадий Иосифович Союз нефтегазопромышленников России, президент, к.э.н. Издатель ООО «ТехНадзор» 620012 Екатеринбург, ул. Машиностроителей, 19, оф. 229 Редакция журнала «ТехНАДЗОР» 121099 Москва, Смоленская площадь, 3 Тел. 8 (800)-700-35-84; e-mail: moscow@tnadzor.ru 620017 Екатеринбург, а/я 797 Тел./факсы: (343) 253-89-89; e-mail: tnadzor@tnadzor.ru www.tnadzor.ru Шеф-редактор Группы изданий «ТехНАДЗОР» Екатерина ЧЕРЕМНЫХ Главный редактор Ольга Витальевна ИВАНОВА Выпускающий редактор Татьяна РУБЦОВА Обозреватели Ольга ПАЛАСТРОВА, Любовь ПЕРЕВАЛОВА, Юлия РАМИЛЬЦЕВА, Лилия СОКОЛОВА Дизайн и верстка Владимир МИХАЛИЦЫН Корректура Лилия КОРОБКО, Мария ПАЗДНИКОВА Руководители проектов Анастасия БУШМЕЛЕВА, Ирина КРАСНОВА, Ирина МАРКОВА, Ирина МОРОЗОВА, Анастасия МОСЕЕВА, Елена ЧАПЛЫГИНА Коммерческая служба (e-mail: tnadzor@tnadzor.ru) Ксения АВДАШКИНА, Клара АЛЛАБЕРДИНА, Полина БОГДАНОВА, Елена БРАЦЛАВСКАЯ, Светлана БУРЦЕВА, Екатерина ДЕМЕНТЬЕВА, Юлия ИШТИМИРОВА, Татьяна КАДНИКОВА, Ольга КАЗЕННОВА, Галина КОРЗНИКОВА, Анна КУЛИЧИХИНА, Инна КУШНИР, Елена МАЛЫШЕВА, Лия МУХАМЕТШИНА, Светала НОСЕНКО, Софья ПАНИНА, Елена ПЕРМЯКОВА, Екатерина РАДИОНИК, Наталья РЮМИНА, Ольга РЯПОСОВА, Андрей СИВКОВ, Эльвира ХАЙБУЛИНА, Екатерина ШЛЯПНИКОВА Региональные представители Вера Еремина, Владимир ШУНЯКОВ Отдел подписки +7 (343) 253-16-08, 253-89-89 Евгения Бойко, Елена Кононова, Наталья Королева, Татьяна Купреенкова, Галина Мезюха Использованы фотографии авторов. Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-63379 от 16 октября 2015 г. выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Учредитель ООО «ТехНадзор» Журнал «ТехНадзор» №12 (109), части 1, 2, 3 Подписано в печать 25 декабря 2015 года Выход из печати 29 декабря 2015 года Отпечатано в ООО «Астер-Ек+» г. Екатеринбург, ул. Черкасская, 10ф; Тел. +7 (343) 310-19-00 Заказ № 28795 от 25 декабря 2015 года. тираж 8 000 экз. Редакция не несет ответственности за содержание рекламных материалов Р Мнение авторов может не совпадать с мнением редакции. Подписной индекс Почта России – 80198, Пресса России – 42028, Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности Урал-Пресс – 99878 Свободная цена

18+

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Метод оценки остаточного ресурса стальных конструкций Константин ВАСИЛЬЕВ, эксперт ООО «Экспертиза» (г. Волгоград) Максим МИРЗОНОВ, эксперт ООО «Экспертиза» (г. Волгоград) Надежда МАКАРОВА, эксперт ООО «Экспертиза» (г. Волгоград) Татьяна БАБЯК, эксперт ООО «Экспертиза» (г. Волгоград)

В статье предложен метод оценки остаточного ресурса трубопроводов, основанный на учете деградации механических свойств кремнемарганцевых и малоуглеродистых сталей в процессе эксплуатации. В основе метода лежит система пересчета результатов измерения твердости по Бринеллю в стандартные механические свойства – предел прочности и предел текучести. Сделано сравнение с нормативным расчетом для реальной конструкции. Ключевые слова: остаточный ресурс, предел прочности, газопроводы.

П

ри проведении технического диагностирования технических устройств эксперты используют различные данные о состоянии объекта на основании результатов неразрушающего контроля. Следует отметить, что эти оценки имеют цель определить критерий/критерии перехода конструкции в предельное состояние. Используя самые консервативные результаты, в дальнейшем выполняются расчеты остаточного ресурса. Таков общий алгоритм решения задачи оценки остаточного ресурса технического устройства на опасном производственном объекте [5]. Рассмотрим один частный вопрос технического диагностирования – газопроводы природного газа низкого давления, питающего большинство газопотребляющих устройств машиностроения, металлургии, химии, теплоэнергетики. Практика диагностирования показывает, что при правильной прокладке трубопровода с соблюдением требований ПБ 12–529–03 и ПБ 11–411–01 коррозионный износ наружной поверхности отсутствует. Фиксируемые иногда утонения могут быть связаны с локальным воздействием влаги с крыш, коррозией в заделке перекрытий и другими факторами. Поэтому при расчетах остаточного ресурса по критерию недопустимо-

го коррозионного утонения стенки (общая коррозия) иногда получаются недостоверные значения ресурса в сотни лет. Практика показала, что не следует

ожидать коррозии изнутри, так как газ поставляется осушенным. Выявляемые при толщинометрии отклонения от средней толщины связаны, как правило, с допусками на толщину, предусмотренными соответствующими стандартами и техническими условиями. Одним из возможных механизмов перехода таких систем в предельное состояние может быть деградация механических свойств стали в результате силового воздействия, например, давления, деформационных дефектов и прочих причин. [2, 6]. Типичным проявлением деградации является деформационное старение (ДС), которое сопровождается снижением вязкости разрушения стали, повышением температуры вязко-хрупкого перехода. При этом имеет место заметное повышение прочностных характеристик – предела текучести и предела прочности.

Типичным проявлением деградации является деформационное старение (ДС), которое сопровождается снижением вязкости разрушения стали, повышением температуры вязко-хрупкого перехода ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

103

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Оценки охрупчивания в результате ДС проводятся на основании результатов испытаний на ударный изгиб или трещиностойкость, определения фрактографическим путем значения Т50. Однако возможности разрушающих испытаний в процессе экспертизы, как правило, ограничены. В этой связи перспективными представляются косвенные методы оценки ДС. Таким методом может быть измерение твердости [1]. Следует отметить, что само по себе измерение твердости не является кинетической характеристикой, а для ресурсных оценок как раз важны временные зависимости изменения твердости. В документах [4, 5] предложены такие зависимости для малоуглеродистых и кремнемарганцевых сталей. Воспользуемся этими данными и сравним получаемые расчетные результаты. Рассмотрим рабочий пример. Газопровод выполнен из трубы D = 219 мм, S = 5 мм, Сталь 20. Давление Р = 0,060 МПа, средняя температура эксплуатации Т = 10 °С. Измеренная средняя твердость по Бринеллю 126 НВ. Измеренная средняя твердость по Лейбу 290 НL. Содержание углерода и марганца выбираем максимальным по ГОСТ 8731-74 или

по данным химического анализа. Алгоритмы расчета приведены в [4] и [5]. Рассмотрим основные этапы. Вопервых, по полученным числам твердости НВ и НL определяются основные механические свойства стали σ0,2, σв. Для этого использованы зависимости, приведенные в работе М.С. Дрозда [1] и приложении К РД 12-411-01. Во-вторых, учитываем возможное старение. Для этого в методике [1] старение учитывается коэффициентом снижения прочности, зависящим от легирования стали углеродом и марганцем. В РД 12-411-01 старение учитывается эмпирическими коэффициентами α, в, с, е, приведенными в таблице 3 применительно к малоуглеродистым сталям. В-третьих, ресурс по [5] получается путем решения обычного линейного уравнения, в то время как в [4] приходится применять графоаналитический метод решения системы уравнений линейного и полиномного. Возвращаясь к выбранной модели, отметим, что в соответствии с этими алгоритмами остаточный ресурс по РД 12-41101 получен равным 44 годам, а по методике [1] ресурс составляет 8 лет. Таким образом, при сравнении двух методов определения остаточного ресурса на основании данных замера твердо-

Измерение твердости не является кинетической характеристикой, а для ресурсных оценок как раз важны временные зависимости изменения твердости 104

сти предпочтение следует отдать методу, описанному в [1], так как он дает более консервативный результат. Это позволяет сформировать правильную политику на предприятии-владельце в отношении мониторинга. Применение систем пересчета твердости в прочность позволяет практически оценить старение в любых конструкциях из упомянутых сталей, если существует термосиловое или просто силовое воздействие в процессе эксплуатации. Литература 1. Гевлич С.О., Полонский Я.А. Расчет остаточного ресурса статически нагруженных конструкций в условиях эксплуатационного старения // Безопасность труда в промышленности. – 2009. – № 3. – С. 51 – 53.

2. Горицкий В.М. Диагностика металлов. – М.: Металлургиздат, 2004. – 402 с.

3. Дрозд М.С. Определение механических свойств металла без разрушения.

– М.: Металлургия, 1965. – 172 с.

4. РД 12-411-01 «Инструкция по диагностированию технического состояния подземных стальных газопроводов».

5. РД 03-421-01 «Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов».

6. РД 03-421-01 «Ресурсные оценки оборудования, работающего под тепловой нагрузкой».

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Учет окисления труб при ресурсных оценках Константин ВАСИЛЬЕВ, эксперт ООО «Экспертиза» (г. Волгоград) Максим МИРЗОНОВ, эксперт ООО «Экспертиза» (г. Волгоград) Надежда МАКАРОВА, эксперт ООО «Экспертиза» (г. Волгоград) Татьяна БАБЯК, эксперт ООО «Экспертиза» (г. Волгоград)

В статье приведены результаты исследования котловых труб после длительной эксплуатации. Показано изменение первичной микроструктуры, выявлено обезуглероживание с наружной поверхности. Предложен метод расчета ресурса с учетом структурных изменений. Ключевые слова: котловые трубы; коррозия; обезуглероживание.

А

нализируя повреждаемость кот­ ловых труб в результате экс­ плуатации, можно выделить три основных процесса: коррозия изну­ три и коррозия под тепловой изоляцией (для паропроводов); газовая коррозия кот­ ловых труб; деградация механических свойств и структуры в результате дли­ тельного теплового воздействия. С точки зрения промышленной безо­ пасности, трубный пучок любого котло­ агрегата должен обеспечить выполнение главной первоначальной функции – со­ хранить герметичность в течение всего срока эксплуатации до наступления пре­ дельного состояния. Следовательно, все физико-химические процессы взаимо­ действия металла с паром или горячей водой должны быть ограничены по ско­ рости коррозии, по вероятному деграда­ ционному воздействию и т.п. Как правило, наружная поверхность котельных труб покрыта продуктами га­ зовой коррозии (окалина), толщина ко­ торой в некоторых местах более 0,5 мм. В то же время имеются участки, не пре­ терпевшие сильного окисления. Во всех случаях, когда предоставля­ лась возможность, исследовали микро­ структуру металла трубных пучков, как со шлифов, вырезанных из тела трубы, так и методами полевой металлогра­ фии. Было установлено, что практиче­ ски всегда на внутренней поверхности имеются язвы глубиной до 0,5 мм и бо­ лее, мелкие многочисленные язвы глу­ биной менее 0,3 мм. Происхождение их очевидно – это результат взаимодей­ ствия стали с водой при повышенных

температурах. На наружной поверхно­ сти тоже видны язвы, которые образо­ вались вследствие локального уноса ме­ талла в результате окисления. Выявлены зоны обезуглероживания, представленные крупнозернистым фер­ ритом. Размер этой зоны достигает в от­ дельных местах до 0,5–0,6 мм. В целом же микроструктура традиционна для ма­ лоуглеродистой стали и представлена феррито-перлитной смесью с соотноше­ нием фаз 80/20%, соответственно. Если для оценки влияния язв можно воспользоваться приведенным в [2] ал­ горитмом, то оценить критичность обра­ зования обезуглероженного слоя затруд­ нительно. Для этой цели можно предло­ жить следующую методику. Представим себе металл трубы (отра­ ботавший долгое время при повышен­ ной температуре) как композицион­ ный материал, состоящий из обычной феррито-перлитной стали (например, типа Ст20), и второй компонент – мало­ углеродистая сталь типа Ст08. Очевид­ но, что чем больше толщина обезугле­ роженного слоя, тем меньше прочность такого композита. Для приблизитель­ ного анализа можно использовать дан­ ные, приведенные на рис. 3, и правило аддитивности [1]:

σΣ = σ1V1 + σ2V2 , (1) где: σ1V1 – прочность и объемная доля пер­ вого компонента композита; σ2V2 – прочность и объемная доля вто­ рого компонента композита. Так, для примера трубы из стали 09Г2С (σ0,2 = 310 МПа) с толщиной стенки 3,5 мм и обезуглероженным слоем до 1,5 мм, принимая, что структура пример­ но соответствует стали типа Ст08, полу­ чим σΣ = 310 0,43 + 190 0,57 = 260 МПа. В этом примере принят предел текуче­ сти стали, соответствующий ГОСТу. Тре­ бования ГОСТа, как правило, ограничи­ вают минимальные значения механи­ ческих свойств, то есть свойства долж­ ны быть не ниже указанных в соответ­ ствующем стандарте. Следовательно, эти нормативные значения могут рас­ сматриваться как критерии предель­ ных состояний. Полагая, что окисление и обезугле­ роживание имеют место всегда при эксплуатации котлоагрегатов, нали­ чие ферритной прослойки должно учи­ тываться при анализе предельных со­ стояний этого оборудования в процес­ се экспертизы. Несмотря на достаточно малый раз­ мер этой зоны, ее не следует игнори­ ровать, так как трубы котлоагрегатов чаще всего имеют толщины стенок в пределах 3–5 мм, а глубина ферритной прослойки может достигать до 10–12% от номинальной толщины стенки [2]. Следовательно, при анализе возмож­ ных доминирующих повреждающих механизмов обезуглероживание долж­ но быть учтено. Можно предложить для оценки ресур­ са следующий алгоритм анализа. Например, для трубы из стали типа Ст20 (толщина стенки 3,5 мм), отрабо­ тавшей при температуре 200 °С в тече­ ние 12 лет. В этом примере примем сле­ дующие допущения: обезуглерожива­

С точки зрения промышленной безопасности, трубный пучок любого котлоагрегата должен обеспечить выполнение главной первоначальной функции – сохранить герметичность в течение всего срока эксплуатации до наступления предельного состояния ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

105

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы ние соответствует структуре стали типа Ст08; значение σ = 245 МПа для стали Ст20. Исходные механические свойства в соответствии с приведенным в паспорте котла сертификатом таковы: σв = 453 МПа; σ0,2 = 284 МПа; δ = 26%; φ = 51%. По данным наших испытаний реальной трубы – σв = 378 МПа; σ0,2 = 250 МПа; δ = 17%; φ= 48%; толщина обезуглероженного слоя s = 0,8 мм. Используя формулу (1) получим: σΣ = 190 0,23 + 284 0,78 = 265,22 МПа. Для простоты оценки примем линейную зависимость снижения прочностных характеристик от времени. В этом случае, «скорость разупрочнения» wр = (284 – 265)/12 = 1,58 МПа/год. Тогда достижение критерия (2), то есть остаточный ресурс по принятому критерию, получим tост = (265 – 245) / 1,58 = 12,6 года. Таким образом, для случая обезуглероживания кинетическое уравнение можно записать в следующей форме: t = Δσ0,2 / wр (2), где: Δσ 0,2 – величина потери предела текучести, рассчитываемая по формуле Δσ0,2 = σΣ, – для фактической марки стали трубы (объекта); wр – «скорость разупрочнения», МПа/ год. Полученное значение может быть заметно меньше, рассчитанного из коррозионных условий. Следовательно, для котловых труб металлографический анализ является необходимым элементом диагностирования. Предлагаемый подход универсален с точки зрения объекта экспертизы. Его можно применять как для труб, так и для барабанов котла, для других объектов, работающих при повышенной температуре в окислительной атмосфере (шагающие балки печей для нагрева заготовок под прокат, змеевики трубчатых печей и прочие). Учет нового повреждающего механизма – обезуглероживание – позволяет скорректировать диагностические процедуры, внести новые методы контроля. Таким образом, сама оценка пригодности (включая ресурсные оценки) становится более объективной. Литература 1. Композиционные материалы. В 8-ми томах. Т.1. Поверхности раздела в металлических композитах: пер. с англ.: ред. Л. Браутман, Р. Крок, А. Меткалф. – М.: Мир, 1978. – 438 с.

2. Ресурсные оценки оборудования, работающего под тепловой нагрузкой: ред. С.О. Гевлич. – М.: Металлургиздат, 2015. – 128 с.

106

Интегральный метод контроля технического состояния объектов экспертизы Константин ВАСИЛЬЕВ, эксперт ООО «Экспертиза» (г. Волгоград) Юрий БУРЫКИН, эксперт ООО «Экспертиза» (г. Волгоград) Максим МИРЗОНОВ, эксперт ООО «Экспертиза» (г. Волгоград) Надежда МАКАРОВА, эксперт ООО «Экспертиза» (г. Волгоград)

Рассмотрено применение тепловизионного метода контроля для обследования различных объектов экспертизы промышленной безопасности. Показана эффективность метода в случае тепловых труб, металлургического и нефтехимического оборудования, производственных и бытовых зданий. Сделаны выводы о применимости тепловизионного контроля различных объектов, работающих под тепловой нагрузкой. Ключевые слова: тепловизионный контроль, подземные трубопроводы, металлургическое оборудование, нефтехимическое оборудование, здания.

В

практической работе эксперта часто возникает потребность провести контроль всего объекта в целом, без остановки эксплуатации, в условиях действующего производственного цикла. Такая потребность реализуется в виде так называемого ин-

Рис. 1. Тепловая картина пространства без наличия тепловой сети

Т, °С 57,3

тегрального контроля. Одним из современных методов подобного контроля является тепловизионный метод, который успешно применяется не только ООО «Экспертиза» [1], но и всем экспертным сообществом. В настоящей работе приведены при-

Рис. 2. Тепловая картина пространства прокладки тепловой сети

Т, °С 4,7 4

40 2

0

20

-2 0 -6,6

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

-4,0

Рис. 2а. Фасад бытового здания.

Ar1 и Ar2 – точки дополнительного замера температуры

Т, °С 0,2 0

Рис. 2б. Часть фасада бытового здания.

Ar1, Ar2, Sp1 – точки дополнительного замера температуры

Рис. 2в. Входной проем Т, °С 4,6

Ar1

Ar1

4

Ar1

3

2

-2

Ar2

Т, °С

4

Ar2

Ar2

2

0

-4 Sp1

1 0

-2

-6

-1 -7,0

-4 -4,3

Рис. 3б. Общий вид коксовой батареи

Рис. 3а. Печь подогрева нефтепродукта Ar1

Т, °С 150

-1,9

Рис. 4. Трещина на корпусе печи в зоне Ar1 Т, °С

Ar1

Sp1 Sp1

140

50

100

120 100

0 Sp2

Подземные трубы тепловых сетей. Обследование проводилось в самом начале отопительного сезона в отсутствие снежного покрова, но при отрицательных температурах окружающей среды. На рисунке 1 показана тепловая картина части городской застройки, в которой нет объектов, излучающих тепло, кроме малого участка в правой части. Средняя температура на улице – минус 6 °С. На рисунке 2 приведена тепловая картина прокладки тепловой сети, то есть объекта, излучающего тепловой поток в пространство. Характерной особенностью данной тепловой картины является наличие зон явного перегрева – красный оттенок на зеленом фоне. Появление таких зон однозначно связано с нарушениями в тепловой изоляции трубопровода. Этими нарушениями могут быть как чисто механические повреждения самой тепловой изоляции, так и протечки (утечки) теплоносителя вследствие механических повреждений самой трубы. Выявленные перегретые зоны в дальнейшем оцениваются по размерам, температурным перепадам для принятия решения о вскрытии трубопровода для ремонтно-восстановительных работ и их срочности.

160

200

100

меры применения тепловизора системы FLIR при проведении диагностических работ различных объектов экспертизы промышленной безопасности.

Т, °С 183,1 180

Здания. В данном примере рассмотрено бытовое здание одного из металлургических заводов. Тепловые картины показаны на рисунках 2а, 2б и 2в. Контроль проводился в зимний период при отрицательных уличных температурах. Из приведенного примера видно, что тепловизионный метод позволяет оценить тепловые потери при отоплении здания (рис. 2а, б) и выявить зоны ввода теплоносителя в здание, требующее ремонта (рис. 2в). Нефтехимическое оборудование. На рисунке 3 показаны тепловые картины установки замедленного коксования. На рисунке 3а приведена термограмма печи, подогрева, причем съемка в точке Ar1 показала, что горелка не работает, то есть требуется проведение ремонтных работ по восстановлению работоспособности горелки и печи в целом. Интегральная картина установки приведена на рисунке 3б. Съемка таких картин позволяет оптимизировать процесс контроля путем выявления перегретых зон, участков, отдельных элементов и т.д. Выявление трещиноподобных дефектов. Тепловизионный контроль позволяет выявлять трещиноподобные дефекты или протяженные участки линейного типа, которые имеют ярко выТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

80 76,3

раженные температурные аномалии. О возможности контроля сварных соединений с неполным заполнением разделки (неполный провар) говорилось в работах [2, 3]. В данной работе мы приводим пример обнаруженной трещины на корпусе дуговой металлургической печи (рис. 4). Выявленный дефект отчетливо виден на термограмме, расположен в перегретой зоне и подлежит ремонту. Приведенные примеры применения тепловизионного контроля при проведении экспертизы объектов различных производств позволяют рекомендовать его широкое применение для диагностических целей в процессе экспертизы промбезопасности. Литература 1. Ресурсные оценки оборудования, работающего под тепловой нагрузкой. – М: Металлургиздат, 2015. – 187 с.

2. Гевлич С.О., Макарова Н.В., Пегишева С.А. Применение тепловизионного метода для исследования состояния миксеров // Металлург, 2010. – № 7. – С. 65–66.

3. Gevlich S.О., Makarova N.V., ets.

Thermal diagnostics of metallurgical equipment. The 2nd International scientific conference European Applied Science: «Modern approaches in scientific researches» 18–19th February 2013 volume 3. – Р. 79–81.

107

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

О снижении аварийности паровых котлов УДК: 681.51:621.18 Сергей БОГДАН, начальник отдела экспертиз АО «Кронштадтский морской завод»

В статье рассматривается один из способов предотвращения аварийности паровых котлов. Ключевые слова: паровой котел, аварийность, автоматика.

В

есь опыт диагностического и эксплуатационного контроля за паровыми котлами показывает опасность несвоевременной и некачественной диагностики технического состояния котлоагрегатов. Когда же недостаткам в контроле сопутствуют и нарушения правил эксплуатации паровых котлов , то во многих случаях это приводит к авариям и инцидентам. Приведем некоторые печальные случаи взрыва паровых котлов.

2 октября 2003 года. На мясокомбинате в городе Енисейске Красноярского края взорвался паровой котел. По предварительным данным, четыре человека погибли. Хотя по материалам расследования обстоятельств ЧП, летом того же года котел прошел «полное технологическое обновление».

6 декабря 2005 года. Один человек пострадал в результате взрыва парового котла на заводе «Динамо» на востоке Москвы.

8 декабря 2010 года. Поступила информация о разрыве одного из трех паровых котлов в котельной ООО «Торговопроизводственная компания «Кахети» в г. Томске.

1 января 2015 года. В якутском поселке Батагай Верхоянского района на производственной базе по производству пенополистирола произошел взрыв парового котла, в результате которого погибли три человека. Анализ аварий и инцидентов с паровыми котлами показывает, что главными их причинами является: ■ снижение уровня воды; ■ превышение нормативного давления; ■ нарушение водного режима; ■ дефекты, возникшие при изготовлении и ремонте.

108

Рассмотрим подробно аварийную ситуацию, вызванную упуском воды. Когда уровень воды снижается ниже предельного, но еще определяется по водоуказательному стеклу, котел можно подпитать водой. Для этого открывают задвижку, расположенную на байпасной линии вокруг регулирующего клапана. Если же уровень воды упал ниже, котел сразу отключается действием автоматической защиты или вручную. Случается, что в подобных ситуациях не срабатывает автоматическое отключение, и оператору приходится осуществлять аварийную остановку котла. Это подразумевает немедленное отключение подачи топлива и воздуха. Резко ослабляется тяга. Тлеющее твердое топливо заливается водой. При этом важно, чтобы вода не попала на раскаленную поверхность элементов котла. Далее, котел отключается от главного паропровода, а пар выпускается через приподнятые предохранительные клапаны.

Основные причины снижения уровня воды: ■ выход из строя автоматического питания; ■ отказ водоизмерительных приборов; ■ поломка питательных насосов; ■ отсутствие воды в аккумуляторном баке деаэратора; ■ разрыв питательного трубопровода, экранных или циркуляционных труб; ■ неверные действия оператора при продувке котла; ■ неверная регулировка спускной арматуры. В случае снижения уровня воды в котле, обслуживающий персонал обязан выполнить следующие операции: ■ отключить подачу топлива, ■ отключить аэрацию топки путем выключения дымососа и вентилятора, ■ прекратить продувку, ■ остановить питание котла, перекрыв вентиль питательной линии, ■ перекрыть парозапорный вентиль котла (ГПЗ). Подпитка котла категорически запрещается. Наполнение котла водой с целью определения возможных повреждений при снижении уровня воды и охлаждения барабана котла до температуры окружающего воздуха можно произво-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

дить только по распоряжению начальника котельной. К чему же приводит несанкционированное заполнение водой парового котла при его аварийном пуске? Если уровень воды снизился ниже предельно допустимого, прекращается охлаждение экранных труб изнутри и температура их нагрева значительно возрастает. Если при этом в систему котлоагрегата пустить воду, то она мгновенно перейдет в пар, вызвав резкий скачок давления, что и приведет к взрыву. Мы видим, что взрывы котлов происходят с пугающим постоянством. Как же предотвратить внештатные ситуации? В первую очередь необходимо совершенствовать систему автоматики и защиты паровых и водогрейных котлов. Автоматика котлов должна соответствовать следующим требованиям: ■ наличие достаточного количества блоков контроля герметичности газовых клапанов БКГ; ■ полная автоматизация розжига растопочной группы горелок котлов; ■ установка более совершенных систем автоматики должна быть привязана к существующим частотным приводам, управляющим дымососами и дутьевыми вентиляторами; ■ простота управления. Анализируя производственный опыт, можно предложить внедрение программируемого логического контроллера ПЛК100 отечественного производства, который позволяет реализовать следующие задачи автоматизации паровых котлов: ■ автоматическое сопровождение всего процесса розжига котла в строгой последовательности (запуск вентиляции топки, запуск программы контроля герметичности газовых клапанов, запуск продувки газопровода, проверка защиты, розжиг запальника и первой горелки растопочной группы по сигналу оператора, розжиг запальника и второй горелки растопочной группы по сигналу оператора, розжиг последующих горелок, прогрев котла, работа котла); ■ последовательное подключение необходимых элементов защиты; ■ мониторинг надежности автоматики безопасности; ■ фиксирование в памяти компьютера первопричины аварии котла; ■ мониторинг исправности регуляторов, модулей ввода/вывода и программируемого логического контроллера ПЛК, с помощью которого управляется котел; ■ контроль за количеством включенных горелок;

Рис. 1. Схема диагностики парового котла 1

2 8

9

10

3 7 4

11

5

6

13 14

12

15

1 – измерители; 2 – блок сбора и достоверизации информации; 3 – первичная обработка информации и оперативный мониторинг; 4 – блок управления; 5 – математические модели; 6 – блок обработки результатов; 7 – блок доступа к постоянным, параметрически зависимым, конструктивным данным и архивам; 8 – постоянные данные; 9 – параметрически зависимые данные; 10 – конструктивные данные; 11 – архивы; 12 – интерфейс; 13 – корректор влияния; 14 – преобразователь; 15 – электронный журнал ремонтов ■ работа электронного самописца для контроля заданных параметров котла на ПК оператора. Так, на одном из предприятий оборонного комплекса была усовершенствована автоматизация парового котла типа ДКВР 10/13. Для решения задачи автоматизации были использованы сертифицированные отечественные средства автоматизации, которые выполнены на базе контроллера УС ТКМ410. Системное программное обеспечение предоставляется комплектно с контроллером. Предоставление текущей, а также заархивированной информации выполняется на панели оператора. Все средства автоматизации размещаются на автоматизированном месте оператора в виде щита ШУК (шкаф управления котлом). Для сбора информации в микропроцессорную систему используются отечественные датчики со стандартными дискретными и аналоговыми выходными сигналами. Датчики подобраны из соображений экономичности, точности и надежности и размещаются в местах наибольшего удобства эксплуатации. Местный контроль параметров газа, разрежения воздуха и уровня ведется приборами, установленными на фронте котла. В общем виде схему диагностики парового котла можно представить в следующем виде (рис. 1). На рисунке 1 изоТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

бражена блок-схема диагностики парового котла. Таким образом, автоматизируя процессы управления паровым котлом, мы учитываем все факторы, влияющие на безо­ пасность работы котла. Это позволяет вести эффективную корректировку параметров работы котлоагрегата , обеспечивает долговечность и точность функционирования котельной системы, повышает эффективности ее работы, обеспечивает безопасность обслуживающего персонала и снижает аварийность. Литература 1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» (приказ Ростехнадзора № 116 от 25 марта 2014 года).

2. РД 10-577-03 Типовая инструкция по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций.

3. СО 153-34.17.469-2003 Инструкция по продлению срока безопасной эксплуатации паровых котлов с рабочим давлением до 4,0 Мпа включительно и водогрейных котлов с температурой воды выше 115 °С.

109

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Современные методы вибродиагностики горных машин и оборудования: краткий обзор УДК: 303.425.2 Виктор ДОСАЙКИН, главный инженер ООО «Энергопром-М» (г. Новокузнецк) Дмитрий ФЕНСТЕР, инженер ООО «Энергопром-М» (г. Новокузнецк) Дмитрий ПОРОЗОВ, инженер ООО «Энергопром-М» (г. Новокузнецк) Евгений ТЕРЕНТЬЕВ, инженер ООО «Энергопром-М» (г. Новокузнецк) Александр ГУБАНЦЕВ, инженер ООО «Энергопром-М» (г. Новокузнецк)

В статье приводится анализ методов вибрационной диагностики. При обследовании выявляются основные дефекты электромеханического оборудования. Ключевые слова: вибродиагностика, анализ, повреждаемость, дефекты.

В

ибрация (колебания с относительно малой амплитудой и не слишком низкой частотой) – типичное явление для любого оборудования, содержащего движущиеся элементы конструкции [1]. Она возникает изза ряда свойств, которые являются естественным следствием изготовления элементов оборудования и характеристик материалов. При увеличении вибрации эти свойства могут развиваться в серьезные дефекты. В свою очередь, развитие дефекта в оборудовании приводит к изменению характеристик вибрации. Увеличение вибрации выше определенного уровня может привести к разрушению элементов оборудования или характеризовать разрушение. Таким образом, вибрация служит как причиной развития дефектов, так и их индикатором. Вибрационная диагностика – наука о причинах возникновения вибрации и методах ее устранения. Вибродиагностика применяется для контроля текущего состояния оборудования, выявления возможных дефектов, оценки остаточного ресурса, определения объемов

110

ремонтных работ. При этом измерения происходят на работающем оборудовании, что повышает эффективность использования данного метода. Для обнаружения возможных отказов наиболее эффективен (до 77%) контроль состояния оборудования именно по вибропараметрам [2]. На рисунке 1 показана диаграмма применения аппарата вибрационной диагностики на различных этапах жизненного цикла машинного оборудования. Экономическая целесообразность применения методов вибрационной диагностики в различных отраслях техники обу­словлена множеством причин: снижением вероятности непредвиденных аварий с катастрофическими последствиями; ликвидацией или уменьшением количества переборок, сокращающих ресурс оборудования; снижением стоимости техобслуживания и ремонта; экономией запасных частей и горючесмазочных материалов [3]. При этом потери, связанные с простоем производства и затратами на восстановление поврежденного оборудования, многократ-

но превосходят расходы на приобретение, установку и применение средств вибрационного мониторинга. Сравнительный анализ различных методов обслуживания роторного оборудования, по данным Ассоциации Открытых Систем Управления Информацией о Состоянии Машин MIMOSA [4], показал, что удельные затраты на техобслуживание в энергетическом секторе США составили в 1998 году на единицу мощности (л.с. – лошадиную силу) соответственно: ■ $18 на 1 л.с. – при аварийном обслуживании оборудования; ■ $13 на 1 л.с. – при обслуживании по регламенту; ■ $9 на 1 л.с. – при обслуживании по техническому состоянию; ■ $6 на 1 л.с. – при активном обслуживании. Таким образом, правильное внедрение методов и средств вибрационной диагностики позволяет при переходе от аварийного обслуживания на обслуживание по техническому состоянию снизить затраты на техобслуживание оборудования более чем в 2 раза. На сегодняшний день существует большое количество различных видов замеров параметров механических колебаний, позволяющих оценивать состояние самого разнообразного оборудования [3, 5–8]. В зависимости от решаемых задач могут меняться настройки замеров – единицы представления, полосы частот, время измерения, тип и количество усреднений, однако сами замеры остаются практически неизменными. Для получения полезной информации о дефектах и степени их опасности используются современные математические методы анализа случайных процессов и идентификации систем: иссле-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Рис. 1. Области применения вибрационной диагностики на различных этапах жизненного цикла машинного оборудования Виброакустическая диагностика

Разработка конструкции

Производство

Локализация источников повышенной опасности

Диагностика на этапе производства

Диагностика на этапе эксплуатации

Контроль качества технологии изготовления

Диагностика на этапе ремонта

Оценка качества изготовления и сборки изделия

Оценка фактического состояния, прогнозирование ресурса

Оценка качества технологии изготовления

Оценка объема и качества ремонта

Идентификация и поиск источников повышенной активности

дование максимальных и минимальных величин вибрации (анализ ПИКфактора, метод ударных импульсов, анализ огибающей), спектральный анализ на основе быстрого преобразования Фурье, кепстральный анализ сигналов, преобразование сигналов с использованием непрерывных и импульсных вейвлетов и т.д. [9]. Анализ основных методов вибрационной диагностики, существующих ограничений по их применению, достоинств и недостатков показал, что на сегодняшний день не существует какого-то одного метода, который мог бы одинаково успешно использоваться в рамках экспресс-диагностики и при периодическом мониторинге, независимо от вида оборудования, условий его эксплуатации и частоты вращения ротора, обладать достаточной помехозащищенностью и позволять идентифицировать вид дефекта. Так, замер эксцесса, крайне информативный при экспрессдиагностике, реализован далеко не во всех приборах, подвержен помехам и уступает спектральным методам при периодическом мониторинге. В свою очередь, спектральные методы подвержены ошибкам II рода (принятие заведомо ложной гипотезы). Кроме того, многие методы имеют ограничения на область применения. Существенно затрудняют диагностику низкая частота вращения, ударные нагрузки, источники случайной высокочастотной вибрации. Таким образом, каждый из рассмотренных ранее методов имеет существенные ограничения

Эксплуатация

Ремонт

и может быть использован лишь в небольшом количестве случаев (на определенной стадии развития дефекта или на конкретном оборудовании). Поэтому для эффективной оценки текущего состояния сложных механических систем необходимо использовать одновременно несколько различных методов, на основании которых впоследствии могут быть рассчитаны диагностические критерии. Другая проблема, возникающая при диагностике, — необходимость использования дополнительных априорных данных (частота вращения, конструктивные характеристики и т.д.). Если частота вращения может быть примерно определена, то, например, геометрические размеры подшипника, как правило, неизвестны. Поэтому при построении диагностических критериев использование априорной информации должно быть сведено к минимуму. Любые параметры вибрации или типы замеров, полученные на работающем агрегате, содержат диагностическую информацию, характеризующую состояние одновременно нескольких узлов машины. Поэтому при решении задачи оценки состояния отдельных узлов по параметрам вибрации необходимо исключать из рассмотрения составляющие иной природы. На сегодняшний день алгоритмы подобной фильтрации отсутствуют, поэтому при анализе виброакустических сигналов необходимо оценивать возможное влияние на характер и величину механических колебаний сил различной природы от

различных источников (вала, рабочего колеса, муфты и т.д.) [10, 11]. Сформулируем основные требования к диагностике сложных систем. Вопервых, необходимо получить универсальную оценку технического состояния на основании комплексного использования различных параметров и критериев. При этом количество априорных данных должно быть сведено к минимуму, а влияние различных факторов, искажающих диагностическую информацию – устранено. С другой стороны, оценка состояния сложных систем одновременно по нескольким диагностическим критериям – достаточно трудоемкая задача. Гораздо проще и эффективнее применять математические модели диагностики в одномерном пространстве признаков [12…14]. Таким образом, при диагностике для исключения «человеческого фактора» целесообразно использовать единичный критерий, сформированный из N-мерного, где N – количество используемых диагностических критериев, то есть решать задачу скаляризации. При этом в рамках перехода к линеаризованной величине (единому диагностическому критерию) особенно важно оценить «разделяемость» первоначально используемых диагностических критериев. Более того, необходимо на основании полученных данных предложить адекватную модель, описывающую развитие дефекта, и математический аппарат, оценивающий с заданной точностью текущее состояние диагностируемого узла.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

111

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Кроме этого, с учетом требований современного производства для различных форм организации технического обслуживания и ремонта на предприятии в рамках создаваемой системы необходимо выполнять прогнозирование, оценивать остаточный ресурс и планировать оптимальным образом ремонтные мероприятия [15, 16]. Для этого при диагностике должны быть решены задачи выделения тренда из зашумленных данных и построения различного рода прогнозов. При системном использовании современных диагностических методов удается избежать серьезного повреждения машин и сократить эксплуатационные издержки на обслуживание электромеханического оборудования экскаваторов вследствие того, что ремонт проводится только тогда, когда результаты измерений указывают на его необходимость. Однако недостаточно развитая нормативная база для оценки технического состояния по параметрам вибрации, а также полное отсутствие наработок в области экспертных оценок типов дефектов и степени их опасности пока не позволяют внедрить прогрессивную форму упреждающего обслуживания машинных агрегатов буровых станков. При анализе данных, полученных при первичных обследованиях буровых станков, выявлено, что основными дефектами электромеханического оборудования являются [17]: ■ дисбаланс ротора;

112

■ расцентровка валопроводов агрегатов; ■ дефекты подшипниковых узлов (перекосы, ослабления посадок, износы беговых дорожек, тел качения и сепараторов); ■ различные дефекты электромагнитного происхождения (магнитная асимметрия якоря, перекос фаз, смещение в магнитном поле и т.д.). Наиболее часто встречающиеся группы выявленных дефектов (дисбаланс и расцентровка валопровода) являются следствием нарушения технологии ремонта. Такое состояние вполне возможно объяснить только полным отсутствием контроля производимых ремонтов и слабым техническим оснащением ремонтных подразделений. Литература 1. Вибрации в технике: Справочник: В 6 т./ Ред. совет: Челомей В.Н. (пред.). М.: Машиностроение, 1978. Т. 1. Колебания линейных систем./Под ред. Болотина В. В., 1978. 352 с.

2. Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. / Под общ. ред. Клюева В.В. Т.

7: Кн.2: Вибродиагностика. / Балицкий Ф.Я., Барков А.В., Баркова Н.А. и др. М.: Машиностроение, 2005. 829 с.

3. Ширман А.Р. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования / Ширман А.Р., Соловьев А.Б. // М.: 1996. – 276 с.

4. http://www.mimosa.org 5. Йориш Ю.И. Виброметрия. М.: Машгиз, 1963, 772 с.

6. Рандалл Р.Б. Частотный анализ. Дания: К. Ларсен и сын А/О, 1989.

7. Барков А.В. Вибрационная диагностика машин и оборудования. Анализ вибрации./ Барков А.В., Баркова Н.А.: Учеб. пособие.// СПб.: Изд-во СПбГМТУ.

– 2004. – 156 с.

8. Герике Б.Л. Мониторинг и диагностика технического состояния машинных агрегатов. – В 2-х ч.: Ч.1. Мониторинг технического состояния на основе анализа вибрационных процессов. – Кемерово: Кузбас.гос.техн.ун-т., 1999. – 230 с.

9. Герике Б.Л. Мониторинг и диагностика технического состояния машинных агрегатов. – В 2-х ч.: Ч.2. Диагностика технического состояния на основе анализа вибрационных процессов. – Кемерово: Кузбас.гос.техн.ун-т., 1999. – 230 с.

10. Попков В.И. Виброакустическая диагностика в судостроении / Попков В.И., Мышинский Э.Л., Попков О.И. 2-е изд., перераб. и доп.// Л.: Судостроение, 1989. – 280 с.

11. Глухоманюк Г.Г. Влияние факторов взаимодействия на жизнеобеспечение механического оборудования // Контроль. Диагностика. 2001. № 8. С. 24–33.

12. Мартынов В.И. Анализ вибрационных характеристик с использованием фазовых плоскостей./ Мартынов В.И., Иванов Д.Ю. // Сб. науч. докладов IV международной научно-технической конференции «Вибрационные машины и технологии»/ Курск. – 1999. – С. 189–191.

13. Sokolova A.G. New noise-immune incipient failure detection methods for machinery monitoring and protection systems // The Fifth International Conference on Vibration Problem. ICO VP-2001.

14. Замараев Р.Ю. Математические модели диагностики состояния динамических систем роторных механизмов горных и энергетических машин. Автореф. дис. … канд. техн. наук. Кемерово. ИУУ СО РАН. – 1999. – 26 с.

15. Сушко А. Е. Разработка математической модели оптимального технического обслуживания и ремонта промышленного оборудования // Науч. сессия МИФИ-2007: Сб.науч.тр. В 17 т. М.: МИФИД007. Т.2. С.153–154.

16. Краковский Ю. М. Математические и программные средства оценки технического состояния оборудования. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2003. – 246 с.

17. Герике П. Б. Инновационные пути повышения надежности гидравлических буровых станков./ П. Б. Герике, П. В. Ещеркин// Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов: сб. науч. статей: Сиб. гос. индустр. ун-т; под общей ред. В. Н. Фрянова. – Новокузнецк, 2008. – С. 56–59.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Оценка технического состояния горнотранспортного оборудования с применением вибродиагностического метода УДК: 303.425.2 Виктор ДОСАЙКИН, главный инженер ООО «Энергопром-М» (г. Новокузнецк) Дмитрий ФЕНСТЕР, инженер ООО «Энергопром-М» (г. Новокузнецк) Дмитрий ПОРОЗОВ, инженер ООО «Энергопром-М» (г. Новокузнецк) Евгений ТЕРЕНТЬЕВ, инженер ООО «Энергопром-М» (г. Новокузнецк) Александр ГУБАНЦЕВ, инженер ООО «Энергопром-М» (г. Новокузнецк)

В статье приведены подходы к оценке технического состояния горно-транспортного оборудования. Рассматриваются методы повышения ресурса горно-транспортного оборудования. Ключевые слова: вибродиагностика, зубчатая передача, мониторинг.

П

ереориентация производства горнодобывающих предприятий на бизнес-деятельность определила потребность в новых подходах к эффективности использования горного оборудования, его обслуживания и ремонта, поскольку целевой функцией в этих условиях становится поддержание техники в постоянной готовности к эксплуатации. Производственный аудит предприятий ОАО УК «Кузбассразрезуголь», проведенный в 2009–2014 годах, показал, что коэффициент технического использования основного технологического оборудования (Кти) составляет 0,17– 0,30, при этом на 1 ч производительной работы приходится 2,0–2,5 ч простоев в ремонте, а затраты на проведение ремонтов составляют до 40% в структуре себестоимости добычи угля. По оценке доктора технических наук Л. И. Андреевой (ОАО «НТЦ-НИИОГР»), сокращение объемов планово-предупредительных ремонтов до 65–80% потребных приводит к ускоренному накоплению повреждений и, как следствие, к возникновению аварийных отказов. При сокращении планово-предупредительных

работ на 1% время аварийных ремонтов увеличивается на 2,0–2,5%, а их стоимость возрастает, по сравнению с плановыми, в 4–5 раз [1]. Такое возрастание стоимости активов для собственников горнодобывающих предприятий и компаний требует более эффективной организации ремонтного производства – формирования системы технического обслуживания основного горно-транспортного оборудования на основе диагностики фактического технического состояния оборудования, то есть переход от системы планово-предупредительных ремонтов к сервисному обслуживанию горных машин, заключающемуся в гарантированном обеспечении фиксированных параметров работоспособности обслуживаемой техники. Такой переход обусловлен объективными тенденциями развития горного оборудования: ■ усложнением техники и, как следствие, появлением дополнительных требований как к квалификации обслуживающего и эксплуатационного персонала, так и к качеству проведения ремонтных работ; ■ быстрым возрастанием количеТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

ства более сложной (как в обслуживании, так и в эксплуатации) зарубежной техники [2–4] и быстрым моральным старением отечественного горнотранспортного оборудования, требующего существенных вложений в его модернизацию и реновацию; ■ повышением требований к надежности горного оборудования; ■ зависимостью эффективности продаж горного оборудования от наличия сервисного сопровождения в период жизненного цикла оборудования. Все эти факторы требуют рассмотрения новых подходов к повышению ресурса горно-транспортного оборудования на основе мониторинга фактического технического состояния и диагностирования его изменения в процессе жизненного цикла машины, что позволит вносить корректировку показателей ресурса отдельных элементов системы на стадии создания новой машины. Решение этой проблемы предполагает: ■ разработку и создание эффективных средств мониторинга и диагностики состояния элементов трансмиссий горной машины; ■ проведение оценки величины остаточного ресурса отдельных элементов системы и исследование процессов преобразования энергии в этих элементах; ■ построение математических моделей, на основе которых возможно прогнозировать наступление опасных повреждений в зависимости от условий эксплуатации оборудования. Средства диагностики должны обеспечивать выполнение оценки состояния рабочих поверхностей взаимодействующих между собой элементов трансмиссии, контроля износа их поверхностей и оценку работоспособности узла в целом или кинематической пары без их разборки в период эксплуатации. Вре-

113

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы мя сбора диагностической информации и выделения информативных признаков и параметров сигналов необходимо минимизировать. Методы контроля должны быть по возможности простыми, а средства, их реализующие, – компактными, со встроенными в них алгоритмами обработки информации и принятия решений. Как свидетельствует анализ отказов, возникающих в горно-транспортном оборудовании [5], наибольшее их число приходится на механическое оборудование (главным образом – трансмиссии). Энергия, теряемая в трибологической системе, затрачивается на накопление энергии в деформированном объеме и образование локальных дефектов и дислокаций в деталях, что вызывает их необратимое разрушение, после чего накопленная энергия рассеивается в окружающую среду в виде тепла, вибраций. Для замеров величины мощности (энергии), рассеиваемой в трансмиссии, используют стенды различных конструкций. В горной промышленности наиболее широкое применение на­шли обкаточные стенды с прямым замером мощности. Определяемые на стенде потери мощности позволяют оценивать общее состояние привода и анализировать причины отклонения его показателей от средних значений на основе регистрации потерь мощности на входе и выходе из системы, а также температуры нагрева масла. Оценка состояния трансмиссии по величине потерь мощности, хотя и имеет ряд преимуществ по сравнению с другими, косвенными методами, но, в силу того, что она по определению является интегральной, на ее основе нельзя оценить вклад того или иного процесса в изменение технического состояния. Наиболее информативным параметром, несущим максимальную информацию о состоянии узла работающей машины или агрегата, являются механические колебания (вибрации) – упругие волны, распространяющиеся в сплошных средах. Информацию об изменении состояния объекта можно получать практически мгновенно. Эти особенности предопределили применение, в качестве основного, вибрационного метода диагностики (ВД). Измерение виброакустических характеристик на подшипниковых опорах механизмов позволяет распознать такие дефекты и повреждения, как дисбаланс и расцентровку валов; повреждения подшипников скольжения и качения; по-

114

вреждения зацеплений в зубчатых передачах; повреждения муфт; повреждения электрических машин [6]. Рассмотрим более подробно диагностику дефектов, присущих трансмиссиям горно-транспортного оборудования [7]. Нормально функционирующая зубчатая передача даже при отсутствии дефектов может обладать весьма заметной вибрационной активностью. Колебания при этом возникают в широком диапазоне частот и могут иметь весьма сложный состав и характер. Колебания в зубчатых передачах, в том числе и нормально функционирующих, являются следствием двух основных причин – погрешности изготовления и сборки (монтажа) зубчатых колес и периодически изменяющейся жесткости зубьев по фазе зацепления. При регистрации виброакустических сигналов, генерируемых зубчатыми парами, необходимо учитывать характерные особенности их работы.

1. Погрешности изготовления складываются из постоянных и переменных погрешностей в шаге зубьев. Погрешности монтажа проявляются в виде нарушений соосности валов и перекосе их осей, нарушении боковых зазоров и др. Периодическое изменение жесткости зубьев и постоянная погрешность шага зацепления вызывают появление в вибрации зубчатой передачи колебаний на зубцовой частоте и ее гармониках fz = z1∙fr1 = z2∙fr2, где z1, z2 – числа зубьев; fr1, fr2 – частоты вращения сопряженных колес. Переменная погрешность в шаге зацепления и нарушения соосности (перекосы осей валов) вызывают вибрацию на частотах вращения валов обоих колес и (или) на модуляционных частотах k∙ fr1, k∙ fr2 и m∙ fz ± k∙ fr1, m∙ fz ± k∙ fr2 (здесь k, n, m = 1, 2,...).

2. Ошибка зубонарезания каждого из колес зубчатой пары приводит к вибрации, связанной с числом зубьев делительного колеса зубонарезного станка уравнением fg = zg∙k∙fr, где zg – число зубьев делительного колеса зубонарезного станка, k =1, 2, ...

3. Амплитуда гармоник в спектре, вызванных вибрациями от зубчатых пар, в значительной степени зависит от передаваемой зубчатой парой нагрузки. На холостом ходу зубчатая пара генерирует очень слабый сигнал, сопоставимый с шумом собственно виброанализатора. С ростом усилий, передаваемых редуктором, возрастает величи-

на вибрации от зубозацепления. Такая особенность работы зубчатой пары требует, для выявления тенденций изменения технического состояния редуктора, проведения измерений при одинаковой, желательно большой, нагрузке. Если измерения, различающиеся по времени проведения, будут выполнены при разных нагрузках редуктора, то все результаты этих замеров окажутся непригодными для сравнительного анализа при поиске произошедших в редукторе изменений.

4. Часто в спектре вибрации зубчатой передачи могут возникать так называемые промежуточные частотные составляющие (fm), появляющиеся обычно у мультипликаторов приблизительно посередине между частотой вращения ротора быстроходного колеса и зубцовой частотой. Промежуточные частотные составляющие представляют собой серию компонент, кратных или некратных частоте вращения зубчатых колес. Эта вибрация имеет недостаточно ясную механическую природу. Наиболее предпочтительно предположение, что первопричинами возникновения этих частотных составляющих являются собственные частоты зубчатых элементов, и весьма вероятно, что они являются результатом резонансного возбуждения, например, при виброударных процессах в зацеплении. В ряде случаев мониторинг амплитуд промежуточных частотных составляющих может служить весьма чувствительным первичным индикатором зарождения различных дефектов в зубчатой передаче. В то же время амплитуды промежуточных частотных составляющих очень чувствительны к изменениям условий работы агрегата, особенно к изменению нагрузки агрегата, причем связь между интенсивностью вибрации, приходящейся на эти компоненты, и величиной нагрузки может быть нелинейной и почти всегда нестабильной. Поэтому использование амплитуд промежуточных частот в качестве параметра для оценки технического состояния и остаточного ресурса зубчатой передачи не всегда является корректным методом.

5. Вибрация от пересопряжения зубьев является нестационарной в том плане, что имеет в своем составе несколько фаз «перекатывания», точнее говоря, «проскальзывания» зуба по зубу, различающихся у различных типов зубчатых зацеплений. Каждая из этих фаз возбуждает колебания различной частоты, близкие по частоте к частоте пересопряжения зубьев. Каждый из зу-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

бьев, в силу своих специфических отличий от других зубьев, генерирует свои частоты. На это накладывается еще и то, что пары «взаимно обкатываемых» зубьев постоянно меняются. Обычно это приводит к тому, что в спектре вибрации зубчатой передачи появляется шумовая компонента, дисперсия которой уменьшается в процессе приработки колес, практически неизменна при нормальной работе в достаточно длительном интервале времени и растет по экспоненте в процессе интенсивного износа, – так называемый «розовый шум». В технике так обычно называют смесь колебаний различных частот в ограниченном частотном диапазоне в отличие от «белого шума» – смеси колебаний с одинаковой амплитудой во всем частотном диапазоне.

6. Очень часто «розовый шум» возникает не только на частоте пересопряжения зубьев, но и на частоте собственных резонансов элементов зубчатой пары или редуктора. Это возникает по следующей причине. Микроудары в зубчатом зацеплении возбуждают колебания достаточно широкого диапазона, но максимальная амплитуда колебаний будет, что полностью соответствует стандартной физической картине колебаний, на частоте собственного резонанса того или иного близко расположенного элемента редуктора. Эта частота собственного резонанса определяется конструкцией редуктора. Пользоваться диагностикой состояния зубчатой пары не по частоте пересопряжения зубьев, а по частотам собственного резонанса элементов редуктора приходится при диагностике технического состояния быстроходных мульти­пликаторов, где частота пересопряжения зубьев может быть очень высокой, и виброакустический сигнал будет сильно затухать.

7. Шумовая компонента в спектре вибрации, накладываясь на дискретные собственные частоты деталей зубчатой передачи, может вызывать резонанс и появление новых спектральных составляющих. К этому же может приводить, например, возникновение параметрического резонанса в прямозубых передачах, при появлении отрывных виброударных колебательных режимов. Эксплуатационные дефекты зубчатой передачи условно можно разделить на следующие виды: абразивный износ зубчатого зацепления, выкрашивание зубьев (питтинг), трещины и излом зубьев, а также заедание зубчатых колес. Поскольку все они являются возмущающими факторами, свойства вибрацион-

ного сигнала (форма сигнала и спектр вибрации, особенно спектр огибающей и кепстр) при их наличии всегда меняются. В частности, в спектре могут меняться соотношения между основными частотами возбуждения, значительно изменяется уровень шумовой компоненты. На кривой сигнала вибрации могут появляться ударные импульсы и изменяться соотношение между периодическими и шумовыми составляющими. В то же время следует учитывать, что существенные изменения формы и спектра сигнала вибрации в основном наблюдаются при развитых повреждениях. На ранней стадии развития дефектов целесообразно использовать другие методы анализа виброакустического сигнала, такие как кепстральный анализ, анализ спектра узкополосной огибающей, вейвлет-преобразование вибро­ акустического сигнала и др. Проблемы при диагностировании дефектов зубозацепления в редукторах и мультипликаторах различного типа на практике вызывает отсутствие нормативной информации по допустимым уровням как всего вибросигнала, так и отдельных его составляющих и гармоник. Поэтому существенное значение в диагностике состояния зубчатых пар приобретает процедура сравнения спектра текущего вибросигнала со спектром вибросигнала с предыдущего замера или с замера, который был выполнен на заведомо исправном редукторе. На сегодняшний день существует большое количество различных видов замеров параметров механических колебаний, позволяющих оценивать состояние самого разнообразного оборудования. В зависимости от решаемых задач могут меняться настройки замеров – единицы представления, полосы частот, время измерения, тип и количество усреднений, однако сами замеры остаются практически неизменными. Для извлечения полезной информации о дефектах и степени их опасности используются современные математические методы анализа случайных процессов и идентификации систем: исследование максимальных и минимальных величин вибрации (анализ ПИКфактора, метод ударных импульсов, анализ огибающей), спектральный анализ на основе быстрого преобразования Фурье, кепстральный анализ сигналов, преобразование сигналов с использованием непрерывных и импульсных вейвлетов. [8]. При системном использовании современных диагностических методов удается избежать серьезного поврежТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

дения элементов трансмиссий и сократить эксплуатационные издержки на обслуживание горно-транспортного оборудования вследствие того, что ремонт проводится только тогда, когда результаты измерений указывают на его необходимость. При таком подходе имеет место не только обеспечение промышленной безопасности объектов, но и улучшение экономических показателей предприятия. Литература 1. Андреева Л.И. Проектирование, производство и эксплуатация машин и механизмов для горнодобывающей промышленности / Андреева Л.И., Лапаева О.А. // Горное оборудование и электромеханика. – 2007. – №2. – С. 28–34.

2. Стрельников А.В. Опыт применения обратных гидравлических лопат на разрезах ОАО «УК «Кузбассразрез­ уголь» / Стрельников А.В., Тюленев М.А. // Вестник КузГТУ. – 2011. – № 2. – С. 8–12.

3. Стрельников А.В. Применение обратных гидравлических лопат при разработке сложноструктурных угольных месторождений Кузбасса / Стрельников А.В., Тюленев М.А. // Горное оборудование и электромеханика. – 2011. – №1. – С. 30–34.

4. Тюленев М.А. Разработка схем забоев для послойной проходки траншей и отработки заходок обратными гидравлическими лопатами / Тюленев М.А., Проноза В.Г., Стрельников А.В. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2011. – № S10. – С. 23–33.

5. Билибин В.В. Мониторинг технического состояния экскаваторного парка разрезов ОАО «УК «Кузбассразрез­ уголь» / Билибин В.В., Демьянов Б.П., Герике Б.Л., Протасов С.И. // Безопасность труда в промышленности, № 4. – 2005. – С. 22–25.

6. Ширман А.Р. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования / Ширман А.Р., Соловьев А.Б.. – М., 1996.

7. Герике П.Б. Методы вибрационного контроля на примере диагностики гидравлических буровых станков / Герике П.Б., Ещеркин П.В. // Горное оборудование и электромеханика, № 5. – 2009. – С. 31–39.

8. Герике Б.Л. Стратегия профилактического обслуживания горных машин на основе распознавания их фактического технического состояния / Герике Б.Л., Абрамов И.Л., Герике П.Б. // Известия вузов. Горный журнал, № 7. – 2008. – С. 70–80.

115

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Производственнотехнические факторы при первичной переработке угля в Кузбассе и их влияние на состояние безопасности труда УДК: 622.86 Виктор ДОСАЙКИН, главный инженер ООО «Энергопром-М» (г. Новокузнецк) Дмитрий ФЕНСТЕР, инженер ООО «Энергопром-М» (г. Новокузнецк) Дмитрий ПОРОЗОВ, инженер ООО «Энергопром-М» (г. Новокузнецк) Евгений ТЕРЕНТЬЕВ, инженер ООО «Энергопром-М» (г. Новокузнецк) Александр ГУБАНЦЕВ, инженер ООО «Энергопром-М» (г. Новокузнецк)

В статье рассмотрены производственные факторы, определяющие безопасность труда на обогатительных фабриках Кузбасса. Показано, что основными причинами травматизма при ремонте оборудования являются организационные и технические причины, а также причины индивидуального характера. Ключевые слова: эксплуатация, оборудование углеобогащения, травматизм, промышленная безопасность.

С

овременные предприятия по добыче и переработке угля являются высокомеханизированным производством и имеют ряд специфических особенностей: выделение на определенных технологических операциях пыли и газа, возможная остановка секции или всего предприятия при неисправности одного агрегата и т.д. Это оказывает существенное влияние на выбор средств и методов обеспечения безо­пасной и безаварийной эксплуатации предприятия. Обеспечение безопасных условий труда является неотъемлемым элементом современного производства. Организация таких условий в первую очередь зависит от производственной мощности предприятия. В настоящее время рост добычи угля на предприятиях Кемеровской области и в целом по России интенсивно растет (рис. 1).

116

В последние годы в печати активно освещаются актуальные вопросы технологии добычи полезных ископаемых как открытым [1–7], так и подземным [8–10] способом. Также большое внимание уделяется вопросам геоэкологии [11–14]. Однако тематика обогащения полезных ископаемых, а в особенности – промышленной безопасности на обогатительных фабриках, недостаточно раскрыта. Поэтому данная статья, посвященная анализу влияния различного рода факторов при переработке угля, весьма актуальна. Особое внимание потребителей обращено на качество реализуемой продукции, в связи с чем роль обогатительных фабрик в технологическом процессе добычи и переработки угля значительно возрастает. Увеличивается загруженность действующих фабрик, открываются новые предприятия. Интенсив-

ность обогащения угля с каждым годом увеличивается (рис. 2). Тем не менее повышение эффективности производства не снижает уровень его опасности (рис. 3). На предприятия угольной промышленности Кемеровской области в среднем приходится 61% всех несчастных случаев со смертельным исходом, произошедших в России в период с 2000 по 2010 год. В целом по Кемеровской области 91,5% несчастных случаев со смертельным исходом приходится именно на предприятия угольной промышленности. Основными причинами несчастных случаев со смертельным исходом являются: нарушения технологического процесса, неудовлетворительная организация производства работ, нарушение требований безопасности при эксплуатации транспортных средств, эксплуатация неисправных машин, механизмов и оборудования [15–18]. Указанные непосредственные причины несчастных случаев естественным образом зависят от соответствующих производственных факторов и от их взаимосвязи в системе труда каждого предприятия в отдельности и отрасли в целом. Факторами, влияющими на формирование опасных производственных ситуаций, являются: 1) производственно-технические факторы (технические; организационные; санитарно-гигиенические); 2) социально-экономические факторы (система стимулирования; система оплаты труда; социальные явления); 3) природные факторы (климатические; горно-геологические); 4) человеческие факторы (профессиональная компетентность; морально-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Рис. 1. Динамика добычи угля в России и в Кемеровской области 350 300

млн. тонн

250 200 150 100 50 0

2000 г.

2001 г.

2002 г.

2003 г.

2004 г.

2005 г.

2006 г.

2007 г.

2008 г.

2009 г.

2010 г.

Общая по России

254,7

276

255,1

274,8

284,3

299,8

308,8

314,2

328,8

300,3

321

По Кемеровской области

114,9

127,7

131,5

144,2

158,7

167,2

174,3

181,6

184,5

181,3

185,5

субъективные особенности личности и т.д.). Таким образом, технический фактор находится в тесной взаимосвязи с другими факторами, тем самым оказывая существенное влияние на возможное возникновение аварии или угрозу несчастного случая. Под техническим фактором, как правило, понимается травмирующее действие средств техники. Технические причины травматизма отличаются многообразием. Они подразделяются на три группы: конструктивные, технологические и эксплуатационные. Конструктивные недостатки машин, приспособлений и оборудования подразделяются на проектные и заводские. К проектным недостаткам относятся отсутствие ограждений для движущихся частей машин; конструкция тормозных устройств, не обеспечивающих быструю остановку станка или машины; недостаточная изоляция или отсутствие изоляции токоведущих частей ручного инструмента; конструкция устройств управления машиной, не исключающих возможности включения при случайном задевании за них. Заводскими конструктивными недостатками являются наличие скрытых дефектов в рабочих деталях и частях машин, оборудования и предохранительных средствах. К технологическим причинам производственного травматизма относят отсутствие или недостаточную механизацию тяжелых и опасных работ; несоответствие технологического процесса правилам и нормам охраны труда. К причинам травматизма, зависящим от неудовлетворительной эксплуатации средств техники, относятся:

Рис. 2. Динамика обогащения углей на фабриках России, млн. тонн 26,9

27,6

29,8

39,1

43,8

46,5

50,8

57,9

64,2

68,9

74,9

66,8

62,3

66,8

2000 г.

2005 г.

2006 г.

2007 г.

2008 г.

2009 г.

2010 г.

Объем обогащения энергетического угля Объем обогащения коксующегося угля

Рис. 3. Динамика смертельных несчастных случаев по России и Кемеровской области на предприятиях угольной промышленности 242

198 170 153

142

132 117

115

85 58

61

124

85

74

64

61

2002 г.

58

47

43

2000 г. 2001 г.

119

2003 г.

2004 г.

2005 г.

2006 г.

2007 г.

32

32

2008 г.

2009 г.

2010 г.

Смертельные случаи по Кемеровской области Смертельные случаи по России

1) неисправность технических средств, возникшая при эксплуатации, включающая неисправное состояние технологического оборудования (станков, машин, аппаратов, приборов, съемного инструмента, ограждений); неисправное состояние подъемно-транспортных механизмов, устройств и приспособлений; неисправное состояние ручного и перенос-

ного механизированного инструмента, например, гаечных ключей, зубил, ручных пневматических и электрических инструментов; неисправность и нарушение правил технической эксплуатации железнодорожного, водного, автодорожного и межцехового транспорта; 2) использование средств техники не по назначению, например, землеройных

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

117

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Таблица 1. Распределение несчастных случаев по опасным производственным факторам Опасный производственный фактор Падение предмета

Падение с высоты

Воздействие движущихся, разлетающихся, вращающихся предметов и деталей

Прочие

6,7

4,5

17,8

4,4

33,4

Цех углеприема

6,7

9,0

9,0

6,7

31,4

Участок ПВС

2,2

0

0

0

2,2

Участок погрузки

0

2,2

2,2

2,2

6,6

Цех сушки

4,4

4,4

0

0

8,8

РМУ

2,2

0

2,2

0

4,4

Электроцех

2,2

0

2,2

0

4,4

ОТК, ПТО

0

2,2

2,2

2,2

2,2

Насосная станция

0

2,2

0

0

2,2

Кол-во травм, %

24,4

24,5

35,6

15,5

100

Цех, участок

Цех обогащения

машин для подъема грузов, использование других случайных «подручных» средств, перевозка людей на не оборудованном для этого транспорте; 3) эксплуатация технических средств при неудовлетворительных условиях рабочей среды: несоблюдения норм и правил безопасности при работе на технологическом оборудовании, при использовании инструментов и приспособлений; эксплуатации машин и механизмов в агрессивной производственной среде (в условиях повышенной запыленности, влажности; при отрицательных температурах и т.д.); нарушение требований безопасности в плане размещения основного и вспомогательного оборудования; несоблюдение габаритов проездов и проходов; неудовлетворительное освещение; 4) эксплуатация технических средств неподготовленным персоналом: обслуживание работником сложных установок или механизмов без специального обучения; отсутствие подробного инструктажа и обучения работников безопасным приемам работ на рабочем месте; 5) эксплуатация технических средств при неудовлетворительных условиях работы или неиспользовании специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты. Рассмотрим влияние технического фактора на уровень производственного травматизма на примере углеобогатительных фабрик. Для выявления связи между состоянием технологического оборудования на предприятии и уровнем производственного травматизма в данной статье рассматриваются конкретные предприятия (ОАО ЦОФ «Беловская», ЗАО ОФ «Листвяжная», ОФ «Кедровская»).

118

Кол-во травм, %

Анализ состояния производственного травматизма на данных предприятиях позволяет получить выводы, характерные и для других углеобогатительных фабрик (табл. 1). Труд рабочих основных технологических процессов является механизированным и частично автоматизированным. Обслуживание технологического и транспортного оборудования сводится к пуску, наблюдению, регулированию, технологическому контролю и остановке. Значительную часть времени рабочие основных технологических профессий заняты уборкой рабочих мест, а также устранением неполадок. Распределение производственных травм по профессиям показывает, что наибольшее количество травм получают работники, занятые обслуживанием и ремонтом производственного оборудования. Самый высокий уровень травматизма наблюдается среди электрослесарей (слесарей) по ремонту и обслуживанию оборудования (45%). Распределение производственного травматизма по опасным производственным факторам и местам происшествия показывает, что наибольшую угрозу при обогащении угля представляют: воздействие движущихся, разлетающихся, вращающихся предметов и деталей (35,6%); падение пострадавшего с высоты (24,5%), падение предмета (24,4%) и прочие (15,5%). Анализ причин несчастных случаев позволяет выявить их удельный вес в формировании опасных производственных факторов. Причины травматизма при эксплуатации оборудования фабрик обусловлены тем, что выпускаемое технологическое и транспортное оборудование фабрик требует постоянного при-

сутствия обслуживающего персонала, что при определенных условиях не исключает вероятность травмирования. Основные причины травмирования рабочих при эксплуатации оборудования – организационные (51,9%), а также индивидуального (25,9%) и технического характера (22,2%). Максимальная доля травм происходит по организационным причинам, в том числе вследствие нарушения требований безопасности, неудовлетворительной организации производства работ, недостаточно четкого инструктажа и недостаточного контроля за производством работ. Среди технических причин травмирования основное место занимает неудовлетворительное техническое состояние машин, а в ряде случаев – недостатки конструкции оборудования. Основными причинами травматизма при ремонте оборудования также являются организационные (50,9%), технические причины (25,9%) и индивидуального характера (10,2%). Как показывает анализ несчастных случаев при ремонтных работах, большинство из них произошли по организационным причинам из-за нарушения инструкций, правил безопасности, нечеткого плана проведения работ, слабого контроля со стороны технического персонала. Среди технических причин наиболее часто несчастные случаи происходят из-за плохого технического состояния оборудования, неудовлетворительного состояния инструмента и несовершенства конструкции оборудования. Ведущими причинами травмирования работников при производстве погрузочноразгрузочных работ являются организационные (60,5%), из них наибольшее количество несчастных случаев обусловлено неудовлетворительной организацией производства работ и нарушением инструкций и правил безопасности при выполнении работы. Значительная часть травм обусловлена невнимательностью и неосторожностью работников (14%). Отмечается высокий уровень производственного травматизма по техническим причинам (16,2%). Как показал анализ, в структуре причин производственного травматизма существенную долю составляют факторы, характеризующие неудовлетворительную организацию трудового процесса. Случаи травмирования по организационным причинам происходят в результате неправильных действий (или бездействия) работников, выражающихся в невыполнении ими своих должностных

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

обязанностей, нарушении установленного технологического процесса, организации труда, требований ПБ и обусловленных незнанием, недостаточной квалификацией или недисциплинированностью. Все это оказывает существенное влияние на эксплуатационные показатели производственного оборудования. Практика показывает, что даже самое совершенное оборудование и защитные средства не исключают несчастных случаев, если не обеспечено строгое соблюдение норм и требований по их эксплуатации. Поэтому можно сделать вывод о том, что наиболее значимым фактором, влияющим на обеспечение промышленной безопасности, является грамотная организация производства. Литература 1. Стрельников А.В. Опыт применения обратных гидравлических лопат на разрезах ОАО «УК «Кузбассразрез­ уголь» / Стрельников А.В., Тюленев М.А. // Вестник Кузбасского государственного технического университета. – 2011. – № 2. – С. 8–12.

2. Тюленев М.А. Определение числа слоев при разработке породоугольных панелей обратными гидравлическими лопатами / Тюленев М.А., Проноза В.Г., Стрельников А.В. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал).

– 2012. – № S7. – С. 112–118.

3. Тюленев М.А. Разработка схем забоев для послойной проходки траншей и отработки заходок обратными гидравлическими лопатами / Тюленев М.А., Проноза В.Г., Стрельников А.В. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2011. – № S10. – С. 23–33.

4. Злобина Е.В. К вопросу выбора модели драглайна для разработки перспективных угольных месторождений Кузбасса / Злобина Е.В., Проноза В.Г., Тюленев М.А. // Вестник Кузбасского государственного технического университета. – 2013. – № 6 (100). – С. 41–45.

5. Тюленев М.А. Матричный метод идентификации схем забоев обратных гидравлических лопат / Тюленев М.А., Проноза В.Г., Стрельников А.В. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2011. – № S10. – С. 34–41.

6. Гарина Е.А. Предпосылки к созданию методики нормирования потерь угля при отработке пластов в зонах тектонических нарушений / Гарина Е.А., Битюков В.В. // Вестник Кузбасского государственного технического университета. – 2015. – № 4. – C. 9–14.

7. Досайкин В.М. Вибродиагностическое обследование электромеханического оборудования карьерных экскаваторовмехлопат / Досайкин В.М., Фенстер Д.Б., Порозов Д.И., Терентьев Е.А., Губанцев А.Н. // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения.

– 2015. – № 5 (18). – С. 22–25.

8. Герике Б.Л. Совершенствование рабочих органов горных машин для выемки прочных полезных ископаемых / Герике Б.Л., Хорешок А.А., Герике П.Б., Лизункин В.М. // Горное оборудование и электромеханика. – 2011. – № 1. – С. 12–16.

9. Ковалев В.А. Диагностика технического состояния проходческих комбайнов избирательного действия / Ковалев В.А., Хорешок А.А., Герике Б.Л. // Уголь. – 2015. – № 9. – С. 42–47.

10. Герике Б.Л. Концепция породоразрушающего исполнительного органа машины для подземной разработки кимберлитовых руд / Герике Б.Л., Филатов А.П., Герике П.Б., Клишин В.И. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. – 2006. – № 6. – С. 98–105.

11. Tyulenev M.A. Justification complex purification technology open-pit mines wastewater / Tyulenev M.A., Lesin Y.V. // Taishan Academic Forum – Project on Mine Disaster Prevention and Control 2014. – С.

441–444. doi:10.2991/mining-14.2014.66 12. Тюленев М.А. Перенос загрязняющих веществ при фильтрации сточных карьерных вод во вскрышных породах / Тюленев М.А., Лукьянова С.Ю., Папин А.В., Макаревич Е.А. // Вестник Кузбасского государственного технического университета. – 2011. – № 2. – С. 22–30.

13. Лесин Ю.В. Сравнительная оценка содержания загрязняющих примесей

в карьерных сточных водах при использовании различных методов их очистки / Лесин Ю.В., Тюленев М.А., Лукьянова С.Ю. // Горный информационноаналитический бюллетень (научнотехнический журнал). – 2012. – № S7.

– С. 76–95.

14. Тюленев М.А. Технология очистки сточных вод на действующих разрезах Кузбасса / Тюленев М.А., Лесин Ю.В. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2012. – № S6. – С. 104–109.

15. Государственная инспекция труда в Кемеровской области. Информационный бюллетень № 7 (70). Июль 2010 года. Производственно-практический статистический журнал. Аварии и несчастные случаи, происшедшие на угольных предприятиях Кузбасса в июне 2010 года.

16. Государственная инспекция труда в Кемеровской области. Информационный бюллетень № 1 (76). Январь 2011 года. Производственно-практический статистический журнал. Травматизм и аварийность на угольных предприятиях Кузбасса за 2010 год и несчастные случаи, происшедшие на угольных предприятиях Кузбасса в мае 2010 года.

17. Государственная инспекция труда в Кемеровской области. Информационный бюллетень № 6 (81). Июнь 2011 года. Производственно-практический статистический журнал. Аварии и несчастные случаи, происшедшие на угольных предприятиях Кузбасса в мае 2011 года.

18. Государственная инспекция труда в Кемеровской области. Информационный бюллетень № 8 (83). Август 2011 года. Производственно-практический статистический журнал. Региональный обзор.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

119

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Наиболее частые нарушения, выявляемые при проведении экспертизы ПБ Светлана ЗЕМСКОВА, эксперт высшей квалификации, директор ООО «Экспертстрой» Наталья КУЗНЕЦОВА, эксперт, ведущий инженер ООО «Экспертстрой» Михаил КУЧЕРОВ, эксперт, инженер ООО «Экспертстрой» Елена КУЗНЕЦОВА, стажер, инженер ООО «Экспертстрой»

В статье приведено обоснование проведения экспертизы промышленной безопасности, критерии, на основании которых проводится экспертиза, а также наиболее распространенные нарушения эксплуатирующих организаций при эксплуатации технических устройств. Ключевые слова: техническое перевооружение, опасный производственный объект, экспертиза промышленной безопасности, технические устройства.

О

беспечение безопасности на опасных производственных объектах актуально каждый день. Из года в год увеличивается срок эксплуатации опасных производственных объектов. Главной целью и задачей является правильный подход и надлежащее, грамотное отношение к объек­там. Проведение экспертизы промышленной безопасности позволяет сделать объективную оценку состояния технических устройств во избежание аварий на опасных производственных объектах, провести анализ работы для продления срока безопасной эксплуатации технических устройств. Результатами экспертизы являются меры и обязанности по устранению выявленных недостатков и поддержанию объектов экспертизы в рабочем состоянии, а также обеспечения безопасной эксплуатации. Экспертиза промышленной безопасности осуществляется на основании требований Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ. В соответствии с Законом, промышленная безопасность опасных производственных объектов – это состояние защищенности жизненно важных интересов личности и общества от аварий на

120

опасных производственных объектах и последствий указанных аварий. Техническое устройство, применяемое на опасном производственном объекте, подлежит экспертизе: ■ до начала применения на опасном производственном объекте; ■ по истечении срока службы или при превышении количества циклов нагрузки такого технического устройства, установленных его производителем; ■ при отсутствии в технической документации данных о сроке службы такого технического устройства, если фактический срок его службы превышает двадцать лет; ■ после проведения работ, связанных с изменением конструкции, заменой материала несущих элементов такого технического устройства, либо восстановительного ремонта после аварии или инцидента на опасном производственном объекте, в результате которых было повреждено такое техническое устройство. При проведении диагностирования технических устройств, а также при обследовании зданий и сооружений на опасных производственных объектах для оценки технического состояния объектов экспертизы применяются различные виды неразрушающего контроля: визуальноизмерительный контроль, ультразвуковой контроль, ультразвуковая толщино-

метрия, магнитный контроль, контроль проникающими веществами, метод магнитной памяти металла, вибродиагностика, метод акустической эмиссии, радиографический контроль. Исходя из опыта проведения экспертизы промышленной безопасности на опасных производственных объектах, выявлены следующие наиболее распространенные нарушения эксплуатирующих организаций при эксплуатации технических устройств.

1. Проведение работ по экспертизе промышленной безопасности опасных производственных объектов начинается с изучения технической документации. Анализу подлежат проектная, исполнительная, эксплуатационная документация и паспорта на оборудование. На данном этапе выявляются следующие нарушения: ■ объект не зарегистрирован в государственном реестре и не введен в эксплуатацию (нарушение Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ); ■ отсутствует лицензия на эксплуатацию взрывопожароопасного производственного объекта; ■ не обеспечено проведение подготовки и аттестации работников в области промышленной безопасности; ■ не организован и не осуществляется производственный контроль за соблюдением требований промышленной безопасности; ■ эксплуатируются газопроводы, сооружения, технические и технологические устройства сети газопотребления, на которые отсутствует техническая документация завода-изготовителя или установлен иной срок эксплуатации; ■ отсутствует план мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий на ОПО; ■ отсутствуют паспорта безопасности на опасные производственные объекты, а также договоры на обслуживание с профессиональной аварийноспасательной службой или с професси-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

ональным аварийно-спасательным формированием.

2. Визуальный осмотр и измерительный контроль проводится с целью обнаружения поверхностных нарушений и определения размеров выявленных дефектов. Примерами выявленных нарушений могут быть: ■ деформация коллектора по овальности; ■ отклонение от прямолинейности газового коллектора; ■ наличие язв на газовом коллекторе вследствие огневого и температурного воздействия.

■ отсутствие опознавательной краски (ГОСТ 14202-69 Трубопроводы промышленных предприятий. Опознавательная окраска, предупреждающие знаки и маркировочные щитки).

3. Неразрушающий контроль металла и сварных соединений – непровара по разделке шва и непроваров в корне шва.

4. Неразрушающий контроль толщины стенки элементов – утонение толщины стенки коллектора (трубопровода).

5. Измерение твердости металла труб – твердость металла находится в интервале выходящего за пределы допустимых значений.

6. Проведение контроля средств противоаварийной защиты. Зачастую участки газопровода не в полной мере соответствуют требованиям Технического регламента о безопасности сетей газораспределения и газопотребления, а именно, – отсутствие автоматики безопасности для блокировки возможности подачи природного газа на газоиспользующее оборудование в ручном режиме (раздел VI п. 78 Технического регламента о безопасности сетей газораспределения и газопотребления). Опасные факторы, влияющие на создание аварийных ситуаций: ■ некачественное изготовление технических устройств; ■ неисправность технических устройств; ■ неисправность приборов безопасности; ■ неудовлетворительный контроль за соблюдением требований промышленной безопасности; ■ нарушение трудовой и технологической дисциплины, неправильные или несогласованные действия обслуживающего персонала. Организации, эксплуатирующие опасные производственные объекты, нарушают исполнения требований законодательства о промышленной безопас-

Рис. 1. Деформация газопровода как следствие механического воздействия

Рис. 2. Дефекты и выявленные несоответствия газогорелочного устройства

ности опасных производственных объектов и законодательства в сфере защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного или техногенного характера. Интенсивность износа для различных инженерных сооружений и условий эксплуатации изменяется в довольно широких пределах, в том числе и временных. Общее число нарушений возможно сократить за счет более грамотного обучения персонала и улучшения качества обслуживания, применения современного оборудования и автоматики взамен устаревшего и отработавшего свой срок службы и так далее, и самое главное – не допускать повторения одних и тех же ошибок из объекта в объект. Частично эксплуатация технических устройств с большим нормативным сроком службы продлевается на основании экспертных обследований и выполнения расчетов на прочность, при условии выполнения мероприятий, указанных в заключениях или модернизации устройств.

В итоге, часть оборудования на основании нормативного срока службы вырабатывает ресурс и требует замены. А часть оборудования, как правило, крупного и многосоставного – служит довольно долго, постоянно проходя экспертизу и находясь под наблюдением, периодически модернизируясь, что позволяет поддерживать в исправном состоянии оборудование, отработавшее свой нормативный срок. Несоблюдение требований законодательства о промышленной безопасности опасных производственных объектов создает угрозу причинения вреда жизни, здоровью граждан, окружающей среде, а также угрозу возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного характера. Своевременное обслуживание, технический осмотр, выполнение всех регламентированных требований и проведение мероприятий по обеспечению безопасной эксплуатации опасных производственных объектов позволит избежать аварийных ситуаций, качественно улучшить и продлить срок работы технических устройств.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

121

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Экспертиза промышленной безопасности документации на техническое перевооружение сети газопотребления Светлана ЗЕМСКОВА, эксперт высшей квалификации, директор ООО «Экспертстрой» Наталья КУЗНЕЦОВА, эксперт, ведущий инженер ООО «Экспертстрой» Михаил КУЧЕРОВ, эксперт, инженер ООО «Экспертстрой» Елена КУЗНЕЦОВА, стажер, инженер ООО «Экспертстрой»

В настоящее время природный газ широко используется в быту и промышленности. К потребителю газ поступает по сети газопотребления. Со временем технические устройства исчерпывают свой срок службы и подлежат замене. В таких случаях разрабатывается документация на техническое перевооружение опасного производственного объекта, которым является сеть газопотребления. Такая документация подлежит экспертизе промышленной безопасности.

С

еть газопотребления – производственный и технологический комплекс системы газопотребления, включающий в себя сеть внутренних газопроводов, газовое оборудование, систему автоматики безопасности и регулирования процесса сго-

рания газа, газоиспользующее оборудование, здания и сооружения, размещенные на одной производственной территории (площадке). Техническое перевооружение, капитальный ремонт, консервация и ликвидация сети газопотребления осуществля-

ется на основании документации, разработанной в порядке, установленном Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (№ 116-ФЗ), с учетом законодательства о градостроительной деятельности (градостроительный кодекс и другие). Экспертизе промышленной безопасности подлежит документация на техническое перевооружение зарегистрированных в Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзоре) объектов, новые объекты капитального строительства подлежат экспертизе в соответствии с законодательством о градостроительной деятельности. Цель экспертизы – определение соответствия объекта экспертизы предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности, а также полноты и правильности применения государственных стандартов, строитель-

Схема газоснабжения. Внутренний газопровод

122

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

ных норм и правил при разработке документации. В процессе экспертизы рассматривается следующая документация: ■ техническое задание на проектирование; ■ свидетельство о допуске к определенному виду или видам работ по подготовке проектной документации, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства, выданное организации, выполнившей документацию на техническое перевооружение; ■ протоколы аттестации руководителей и специалистов проектной организации, занятых при разработке проекта; ■ документация на техническое перевооружение; ■ разрешительные документы на устанавливаемое в документации оборудование. Техническое перевооружение может включать в себя: ■ установку фильтра, необходимого для очистки поступающего газа; ■ установку штуцеров с краном для отбора проб после отключающего устройства на продувочном трубопроводе; ■ установку контрольно-измерительных приборов на вводе в котельную для измерения давления и температуры газа в общем газопроводе; ■ установку двух по ходу газа последовательно расположенных предохрани-

тельных запорных клапанов и регулирующего устройства по требованиям п. 78 Технического регламента о безопасности сетей газораспределения и газопотребления (Постановление Правительства РФ от 29 октября 2010 года № 870); ■ установку счетчика газа по требованиям ГОСТ Р 8.741-2011; ■ установку продувочного газопровода (со штуцером для отбора проб); ■ установку трубопровода безопасности; ■ оснащение газового оборудования стационарной запальной горелкой. Перечень нормативно-технической документации, в соответствии с которой выполняется документация на техническое перевооружение сети газопотребления: ■ Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 ноября 2013 го-

да № 542 «Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления». Зарегистрирован Мин­ юстом России 31 декабря 2013 года. Регистрационный № 30929; ■ Постановление Правительства РФ от 29 октября 2010 года № 870 «Технический регламент о безопасности сетей газо­ распределения и газопотребления»; ■ СП 62.13330.2011 «Газораспределительные системы». Актуализированная редакция. СНиП 42-01-2002 и др. Природный газ взрывоопасен и несоблюдение правил безопасности, выработанных за долгие годы эксплуатации сетей газопотребления и отраженных в соответствующей литературе, может привести к взрыву с последующим возгоранием, обрушению зданий и человеческим жертвам.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

123

Схема газоснабжения. Наружный газопровод

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Некоторые аспекты диагностирования

технического состояния аммиачных трубопроводов УДК: 621.644.1/546.171.1+ 620.193 Дмитрий НЕСТЕРОВ, генеральный директор ООО «Экспертная МОДЕЛЬ» Максим СИДОРЧУК, начальник технического отдела ООО «Экспертная МОДЕЛЬ» Виталий МИЛЛИОНЩИКОВ, заведующий лабораторией НК ООО «Экспертная МОДЕЛЬ» Татьяна БЕЛИКОВА, инженер ООО «Экспертная МОДЕЛЬ» Надежда ЯСТРЕБОВА, инженер ООО «Экспертная МОДЕЛЬ»

Обеспечение работоспособного состояния и предотвращения техногенных катастроф технологических аммиачных трубопроводов является важной задачей обеспечения промышленной безопасности. В настоящей статье приведены результаты диагностирования технического состояния аммиачных трубопроводов, проводимого в рамках экспертизы промышленной безопасности. Ключевые слова: экспертиза промышленной безопасности, диагностирование технического состояния, аммиачные трубопроводы, коррозионное повреждение.

Д

иагностирование технического состояния технологических аммиачных трубопроводов является важной задачей обеспечения промышленной безопасности и предотвращения техногенных катастроф, так как производства, использующие в своей работе аммиак, расположены, в частности – мясоперерабатывающие производства, в городской черте мегаполисов. Аммиак бесцветен и обладает характерным резким раздражающим запахом (нашатырного спирта). При атмосферном давлении и температуре выше –33,4 °С аммиак находится в газообразном состоянии. Он относится к сжиженным газам и промышленностью выпускается в жидком виде. Жидкий аммиак вызывает ожоги кожи, а его пар – эритемы кожи. Большую опасность представляет попадание аммиака в глаза. С увеличением температуры пределы содержания аммиака во взрывоопасной смеси расширяются, и при 100 °С они лежат и в интервале 14,5–29,5% аммиака. Наибольшее давление взрыва аммиачновоздушной смеси составляет около 0,45 МПа (4,5 кгс/см2). При объемном содержании аммиака в воздухе свыше 11%

124

(78,5 мг/л) и наличии открытого пламени начинается его горение. Диагностирование технического состояния технологических аммиачных

трубопроводов, как правило, проводится в рамках проведения экспертизы промышленной безопасности. Порядок и состав работ при диагностировании технического состояния нагнетательного трубопровода на участке от компрессора до первого сосуда АХУ и всасывающего трубопровода на участке от последнего сосуда АХУ до компрессора определяется п.3 РД 09-244-98. Диагностирование трубопроводов камер охлаждения, коллекторов, скороморозильных аппаратов, льдогенераторов, а также других устройств из труб фактически не определяется ни одним нормативным документом, учитывающим конструктивные особенности данных устройств. Специалистами ООО «Экспертная МОДЕЛЬ» накоплен опыт проведения работ на производствах, использующих в качестве хладагента аммиак. В данной публикации мы хотели сосредоточить внимание на диагностировании технического состояния трубопроводов камер охлаждения с непосредственным

Рис. 1. Фотоматериалы по визуальному и измерительному контролю, полученные специалистами ООО «Экспертная МОДЕЛЬ»

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

охлаждением аммиаком. Границы трубопровода – от циркуляционного ресивера до потребителей холода (батареи камер охлаждения, воздухоохладители) и обратно. Аммиачный трубопровод камер охлаждения можно разделить на два участка: трубопровод подачи жидкого аммиака и всасывающий трубопровод холодных паров аммиака и парожидкостной смеси аммиака. Также в состав трубопровода камер охлаждения могут входить, при наличии, дренажный трубопровод и трубопровод горячего пара. Характерными особенностями эксплуатации данных трубопроводов являются: эксплуатация при переменном температурном режиме, наличие минераловатной изоляции с листом из оцинкованной стали, наличие снеговых шуб. Характерные особенности эксплуатации данных трубопроводов определяют возникновение наиболее вероятных дефектов: коррозионное повреждение наружной поверхности труб в виде коррозии пятнами, коррозионных язв, местной (неравномерной) коррозии; дополнительные весовые нагрузки от снеговой шубы. Наиболее отчетливо коррозионные повреждения проявляются на участках трубопровода подачи жидкого аммиака, проходящие через подсобные помещения с комнатной температурой, а также на трубопроводах горячего пара и дренажных трубопроводах. Снеговые шубы, как правило, имеют больший вес на всасывающем трубопроводе. Наличие значительных коррозионных дефектов обусловливается переменным температурным режимом, когда рабочий режим чередуется с оттайкой, что подразумевает образование водного конденсата на наружной поверхности труб и наличием минераловатной изоляции с листом из оцинкованной стали, что препятствует отводу влаги. Прохождение трубопровода через отапливаемые помещения усиливает негативный эффект от воздействия влаги. Минераловатная изоляция с листом из оцинкованной стали также усиливает рост снеговой шубы. При этом вырезка участка трубы с коррозионным повреждением показывает, что внутренняя поверхность остается без видимого коррозионного и эрозионного износа. При проведении диагностирования технического состояния трубопровода наряду с подходом, применяемым в РД 09-244-98, следует выполнять более тщательный визуальный и измерительный контроль, для чего необходимо вскрывать обширные участки трубопровода,

Рис. 2. Фотоматериалы по визуальному и измерительному контролю, полученные специалистами ООО «Экспертная МОДЕЛЬ»

Рис. 3. Фотоматериалы по визуальному и измерительному контролю, полученные специалистами ООО «Экспертная МОДЕЛЬ»

освобождать его от изоляции в местах с наибольшей вероятностью возникновения коррозионных поражений. Также эксплуатирующей организации следует провести работы по замене старых типов изоляционного покрытия на новые, позволяющие избежать зарождения снеговых шуб и отводить влагу от поверхности труб. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безоТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

пасности опасных производственных объектов».

2. «Инструкция по проведению диагностирования технического состояния сосудов, трубопроводов и компрессоров промышленных аммиачных холодильных установок (РД 09-244-98)». – 2-е изд., испр. – М.: Закрытое акционерное общество «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности», 2012. – 92 с.

3. ПБ 09-595-03 «Правила безопасности аммиачных холодильных установок».

125

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Методы оценки качества, использующиеся для сварных соединений Алексей НОВОЖИЛОВ, главный инженер Владимир МИХЕЕВ, эксперт ООО «Эксперт СВ» Петр АЛЕКСЕЕВ, эксперт ООО «Эксперт СВ» Андрей ЛЕОНОВ, инженер лаборатории неразрушающего контроля ООО «Эксперт СВ» Алексей КРИВОШЕИН, начальник лаборатории неразрушающего контроля ООО «Эксперт СВ» Александр АПАРНИКОВ, ведущий инженер лаборатории неразрушающего контроля ООО «Эксперт СВ»

В процессе образования сварного соединения в сварном шве и зоне термического влияния могут образовываться дефекты. Согласно ГОСТ 15467-69 под дефектом понимают любое несоответствие продукции требованиям нормативной документации. Для сварных швов и соединений регламентируются форма и геометрические размеры, сплошность, герметичность, прочность, пластичность, химический состав, структура шва и околошовной зоны.

Д

ефекты сварных соединений различают по месту их возникновения (шов или околошовная зона) и причинам их образования. В зависимости от причин возникновения дефекты делят на две группы. К первой группе относят дефекты, образовавшиеся в результате металлургических процессов, протекающих в сварочной ванне, в процессе плавления и кристаллизации металла шва: горячие и холодные трещины, поры, шлаковые включения, несовершенство структуры. Ко второй группе относят так называемые дефекты формирования швов, появление которых обусловлено нарушениями режимов и технологии сварки, неправильной подготовкой и сборкой элементов конструкции, неисправностью оборудования, низкой квалификацией сварщиков: несоответствие геометрических размеров и формы шва, непровары, подрезы, прожоги, наплывы, незаваренные кратеры и др. Дефекты делятся на внешние, наличие которых можно установить внешним осмотром и обмером, и внутренние, обнаружение которых требует применения специальных методов контроля. Несоответствие размеров и форм швов

126

нормам выражается в неполномерности высоты и ширины шва, неравномерности усиления шва по длине, наличии резких переходов от наплавленного к основному металлу. Эти дефекты являются след-

ствием нарушения режимов сварки, некачественной подготовки и сборки деталей под сварку и низкой квалификации сварщика. При механизированных способах сварки появление таких дефектов связано с нарушениями параметров режима (скорость сварки, подача электрод­ ной проволоки, некачественная подготовка под сварку) [1]. На всех этапах сварки конструкций применяются различные методы контроля, обеспечивающие обнаружение дефектов и их предупреждение. Обычно по воздействию на материал или изделие все методы контроля разделяются на две большие группы – разрушающие и неразрушающие. К разрушающим относят механические, металлографические и коррозионные испытания. Механические испытания по ГОСТ 6996-66 сварных соединений и металла шва включают растяжение, изгиб, сплющивание и другие виды разрушения, которые количественно характеризуют прочность, качество и надежность соединений. По характе-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

ру нагрузки предусматривают статические, динамические и усталостные испытания. Недостатком разрушающего контроля (РК) является то, что испытания проводятся на образцах-свидетелях, моделях, реже – на готовых изделиях, но не на тех объектах, которые в дальнейшем применяются в эксплуатации. Для обеспечения достоверности испытаний количество образцов должно быть достаточно большим. При этом расходуется очень много материала, изготовление образцов требует трудоемкой механической обработки [2]. Неразрушающие методы используют для проверки качества швов без их разрушения. Неразрушающий контроль (НРК) осуществляется на изделиях, предназначенных к эксплуатации. При этом оцениваются лишь свойства, косвенно характеризующие качество сварного соединения, например, наличие неоднородностей в сварном шве. Для установления связи между результатами НРК и эксплуатационной надежностью изделия и для точного определения вида дефекта требуются дополнительные исследования. Эти свойства, а точнее их изменения, обычно связаны с наличием дефектов. В связи с этим с помощью данных методов можно узнать местоположение дефектов, их размер и характер,

что объясняет их обобщенное название – дефектоскопия. Все неразрушающие методы дефектоскопии различаются физическими явлениями, положенными в их основу. Методы НРК подразделяются на следующие виды: акустические (ГОСТ 1478276), вихретоковые (ГОСТ 21104-80), магнитные (ГОСТ 21105-75), оптические проникающими веществами (капиллярные и течеисканием) (ГОСТ 18442-80), радиационные (ГОСТ 7512-75) и т.д. При контроле сварных соединений чаще применяются четыре метода: радиационный, акустический, магнитный и испытания проникающими веществами. К неразрушающим методам близки так называемые безобразцовые испытания, сопровождающиеся небольшими нарушениями целостности материала, но не изделия в целом (например, измерение твердости), внешний осмотр, а также контроль параметров процесса сварки [2]. Достоинства НРК – испытания проводятся на самих изделиях и на опасных участках, можно контролировать любое изделие из партии, даже все, если это нужно, можно проводить контроль во время эксплуатации изделия без прекращения его работы, в том числе – неоднократно. По сравнению с РК, экономятся ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

материалы и затраты труда на подготовку и проведение испытаний [3]. В настоящее время при контроле сварных соединений и изделий применяются в той или иной мере все перечисленные методы оценки качества, так как универсального не существует. Поэтому важен не только правильный выбор метода контроля, но и их комбинация, сочетание неразрушающих и разрушающих испытаний. Главными критериями при этом должны быть выявляемость наиболее опасных дефектов данным методом, стоимость и производительность контроля. Оптимальным будет такое их сочетание, которое обеспечивает достаточно высокое качество соединений при минимальных затратах и необходимой производительности контроля. Литература 1. Мещеряков В.М. Технология конструкционных материалов и сварка: учебное пособие / Мещеряков В.М. – Ростов-наДону: Феникс, 2008. – 316 с.

2. Сварка и резка материалов: Уч. пособие / Казаков Ю.В. и др. – М.: ACADEMA, 2003. – 400 с.

3. Герасименко А.И. Основы электрогазосварки: учебное пособие / Герасименко А.И. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2004. – 384 с.

127

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Установка дополнительной полочной насадки в рефлюксной емкости для повышения эффективности разделения жидкой смеси на бензиновую фракцию и воду Алексей НОВОЖИЛОВ, главный инженер Владимир МИХЕЕВ, эксперт ООО «Эксперт СВ» Петр АЛЕКСЕЕВ, эксперт ООО «Эксперт СВ» Андрей ЛЕОНОВ, инженер лаборатории неразрушающего контроля ООО «Эксперт СВ» Алексей КРИВОШЕИН, начальник лаборатории неразрушающего контроля ООО «Эксперт СВ» Александр АПАРНИКОВ, ведущий инженер лаборатории неразрушающего контроля ООО «Эксперт СВ»

Повышение безопасности и эффективности процессов объектов нефтеперерабатывающих производств является основным способом предотвращения угроз техногенного характера, которые сопровождались пожарами, взрывами и выбросами токсичных веществ. Именно поэтому проблема безопасности и живучести высокорисковых систем стала объектом пристального внимания специалистов практически всех областей и требует комплексных подходов к ее решению.

В

процессе переработки углеводородного сырья путем ректификации из верхней части ректификационной колонны отгоняется смесь паров воды, легких фракций нефти и газы, которые по шлемовой трубе попадают в конденсатор-холодильник воздушного охлаждения. В воздушном холодильнике парогазовый поток охлаждается потоком воздуха, подаваемого вентилятором, и основная часть паров конденсируется. Газожидкостный поток подается в рефлюксную емкость, где происходит отделение неконденсированных паров: углекислого газа и жидкости-дистиллята. Углеводородный газ из рефлюксной емкости через клапан направляется напрямую в факельный сепаратор для сжигания на факеле. Дистиллят-бензиновая фракция из рефлюксной емкости откачивается насосом. Одна часть бензиновой фракции через клапан подается в качестве орошения в верхнюю часть колонны для поддержания температуры верха колонны в заданных режимах. Другая часть бензиновой фракции направляется в воздушный холодильник, где

128

охлаждается и отводится в резервуары товарно-сырьевого парка. Для повышения эффективности разделения жидкой смеси на бензиновую фракцию и воду, для снижения содержания бензина в выхлопных газах, поступающих на факельную систему в рефлюксной емкости, требуется установить дополнительную полочную насадку (полки направлены вниз).

Данные для расчета Массовая производительность ■ по газожидкостной смеси 25 540,0 ■ по жидкой смеси 25 446,0 ■ по бензиновой фракции НК-180 °С (легкая жидкая фаза) 25 320,0 ■ по воде (тяжелая жидкая фаза) 126,0 ■ по газу 94,0 Объемная производительность по газу 37,8 Давление, МПа ■ технологическое, избыточное 0,48 ■ рабочее 1,55 ■ расчетное 1,6 Температура рабочая, °С 120

Плотность при рабочих условиях, кг/ м 3: ■ жидкой смеси 509,9 ■ легкой жидкой фазы 599,5 ■ тяжелой жидкой фазы 930,7 Коэффициент динамической вязкости при рабочих условиях, Па с: ■ легкой жидкой фазы 0,0001649 ■ тяжелой жидкой фазы 0,0002292 Рекомендуемая скорость жидкой смеси в отстойной зоне, м/с 0,0035 Минимально допустимое время пребывания жидкой смеси в отстойной зоне, с (мин) 780(13) Максимально допустимая скорость жидкой смеси в штуцере входа, м/с 1,0 Максимально допустимая скорость легкой жидкой фазы в штуцере выхода, м/с 0,6 Коэффициент заполнения аппарата (по номинальному уровню) 0,8 Объем газа приведен к условиям: Р=0,1013 МПа и Т=20 °С

Расчет Максимальная объемная производительность при рабочих условиях, м /ч: ■ по газожидкостной смеси 50,1 ■ жидкой смеси 43,2 ■ легкой жидкой фазы 42,2 ■ тяжелой жидкой фазы 0,1 Диаметр аппарата, м ■ расчетный 2,3 ■ принятый 2,4 Площадь сечения аппарата, м2 4,52 Площадь слоя жидкости в отстойной зоне (при номинальном уровне), м2 3,62 Высота номинального уровня жидкости в отстойной зоне, м 1,79 Действительная скорость жидкой смеси в отстойной зоне, м/с 0,00325 Минимальный диаметр капель тяжелой жидкой фазы, оседающих при заданных условиях, м ■ расчетный 0,000018 ■ принятый 0,000040 Скорость осаждения капель тяжелой

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Эскиз аппарата

жидкой фазы при заданных условиях, м/с 0,00176 Геометрические размеры полочного элемента: ■ длина, м 1,0 ■ высота, м 0,019 ■ высота межполочного пространства, м 0,025 ■ ширина полки, м 0,1 ■ площадь, м2 0,002 ■ зазор между вертикальной пластиной и элементом, м 0,004 ■ угол наклона полок, град. 50,0 Число полочных элементов, находящихся в жидкой фазе, шт. 1 270 Время осаждения капель тяжелой жидкой фазы в полочном элементе, с 14,2 Действительное время пребывания жидкой смеси в полочном элементе, с 216 Время осаждения капель тяжелой жидкой фазы в отстойной зоне (от номинального уровня), с (мин) 1 017 (18,0) Длина отстойной зоны, м ■ расчетная 3,3 ■ принятая 3,5 Действительное время пребывания жидкой смеси в отстойной зоне, с (мин) 1078 (18,0) Высота уровня раздела фаз в отстойной зоне, м 0,30 Рабочая высота переливной перегородки отсека сбора тяжелой жидкой фазы, м 1,26 Пределы регулирования переливной перегородки, м перетока, м

■ максимальная высота 1,400 ■ минимальная высота 1,100 Минимальный диаметр капель легкой жидкой фазы, всплывающих при заданных условиях, м ■ расчетный 0,000019 ■ принятый 0,000040 Скорость всплытия капель легкой жидкой фазы при заданных условиях, м/с 0,00126 Время всплытия капель легкой жидкой фазы в слое тяжелой (с учетом сборника перетока), мин. 4,0 Время пребывания тяжелой жидкой фазы в отстойной зоне (с учетом сборника перетока), мин. 684,0 Длина отсека сбора легкой жидкой фазы, м 2,800 Высота верхнего уровня предупредительной сигнализации легкой жидкой фазы в отстойной зоне, м 1,700 Высота верхнего предельного уровня легкой жидкой фазы в отстойной зоне, м 1,650 Высота номинального уровня легкой жидкой фазы в отстойной зоне, м 1,400 Высота нижнего предельного уровня легкой жидкой фазы в отстойной зоне, м 1,150 Высота нижнего уровня предупредительной сигнализации легкой жидкой фазы в отстойной зоне, м 1,100 Высота нижнего уровня аварийного сигнала и отсечки легкой жидкой фазы в отстойной зоне, м 1,050 Длина отсека сбора тяжелой жидкой фазы в отсеке сбора 0,550 ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Диаметр штуцера входа газожидкостной смеси, м ■ расчетный 0,133 ■ принятый 0,150 Действительная скорость жидкой смеси в штуцере входа, м/с 0,79 Диаметр штуцера выхода легкой жидкой фазы, м ■ расчетный 0,160 ■ принятый 0,200 Действительная скорость легкой жидкой фазы в штуцере выхода, м/с 0,37 Диаметр штуцера выхода тяжелой жидкой фазы, м ■ расчетный 0,006 ■ принятый 0.025 Действительная скорость тяжелой жидкой фазы в штуцере выхода, м/с 0,06

Заключение На основании расчета в качестве емкости рефлюксной принят горизонтальный аппарат диаметром 2 400 мм; длина обечайки – 9 000 мм; длина отстойной зоны – 3 500 мм. Для повышения эффективности разделения жидкой смеси на бензиновую фракцию с температурой до 180 °С и воду в аппарате установлена полочная насадка (полки направлены вниз). Длина полочной насадки – 1 000 мм. Аппарат выполнен с отсеками сбора разделившихся легкой (бензиновая фракция 180 °С) и тяжелой (вода) жидких фаз; длина отсеков – 2 800 и 500 мм, соответственно. Рабочая высота переливной перего-

129

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы родки отсека сбора тяжелой жидкой фазы – 1 260 мм. Пределы регулирования переливной перегородки – от 1 100 до 1 400 мм. В отсеке сбора тяжелой жидкой фазы размещен подогреватель периодического действия – на случай остановки аппарата в зимний период. Производительность аппарата, м3/ч (кг/ч) ■ по газожидкостной смеси 50.1 (25 540.0) ■ по жидкой смеси 42.3 (25 446.0) ■ по легкой жидкой фазе (бензиновая фракция 180 °С) 42.2 (25320.0) ■ по тяжелой жидкой фазе (вода) 0.1 (126.0) Объемная производительность по газу 37.8 Давление, МПа ■ технологическое, избыточное 0.48 ■ рабочее 1.55 ■ расчетное 1.6 Температура рабочая, °С 120 Температура расчетная, °С 156 Для защиты от пожара установлена система предохранительных клапанов DN50 (рабочий и резервный). Расчетный унос каждой из разделяемых жидких фаз с противоположной составит до 250 г/м3. Аппарат подлежит теплоизоляции из условия теплопотерь. В качестве теплоизоляционного материала используется минераловата. Толщина теплоизоляции – 130 мм. Технологический расчет емкости рефлюксной установки переработки углеводородного сырья выполнен с целью определения геометрических размеров аппарата, диаметров штуцеров. Литература 1. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа. Часть 1, 1972.

2. Криворот А.С. Конструкции и основы проектирования машин и аппаратов химической промышленности. – М.: Химия, 1999.

3. Павлов К.Ф., Романков П.Г. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. 7-е издание. – Л.: ГОСИНТИ, 1989.

4. Справочник нефтепереработчика. – Л.: Химия, 1986.

5. Сарданошвили А.Г. и др. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа. – М.: Химия, 1973.

6. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки: Справочник. – М.: Химия, 1979.

7. «Установка стабилизации углеводородной смеси». ОАО «НИИ по переработке газа».

130

Перспектива применения метода магнитной памяти металла Алексей НОВОЖИЛОВ, главный инженер Владимир МИХЕЕВ, эксперт ООО «Эксперт СВ» Петр АЛЕКСЕЕВ, эксперт ООО «Эксперт СВ» Андрей ЛЕОНОВ, инженер лаборатории неразрушающего контроля ООО «Эксперт СВ» Алексей КРИВОШЕИН, начальник лаборатории неразрушающего контроля ООО «Эксперт СВ» Александр АПАРНИКОВ, ведущий инженер лаборатории неразрушающего контроля ООО «Эксперт СВ»

Рассматривается перспектива применения метода магнитной памяти металла для оценки напряженно деформированного состояния при плазменной наплавке сплавов на корпусные стальные конструкции.

П

роцесс плазменной наплавки кольцевых поясков из медных сплавов на корпусные детали из высокопрочных сталей сопровождается появлением остаточных напряжений, снижающих эксплуатационные характеристики изделия. Экспериментальные исследования напряженно деформированного состояния с использованием традиционных методов (тензометрирование, срезание слоев металла и др.) в данном случае затруднены, также нет расчетных методик. Объективную информацию рассматриваемого случая может дать разработанный в настоящее время метод магнитной памяти металла. Магнитная память металла (МПМ) – это последействие, которое проявляется в виде остаточной намагниченности металла изделий и сварных соединений, сформировавшейся в процессе их изготовления и охлаждения в слабом магнитном поле (геомагнитное поле и другие внешние поля малой напряженности), или в виде необратимого изменения намагниченности изделий в зонах концентрации напряжений и повреждений от рабочих нагрузок.

Метод магнитной памяти металла – это метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации и анализе распределения собственных магнитных полей рассеяния (СМПР) на поверхности изделий с целью определения зон концентрации напряжений, дефектов, неоднородности структуры основного и наплавленного металла. Собственное магнитное поле рассеяния изделия есть магнитное поле рассеяния, возникающее на поверхности изделия в зонах устойчивых полос скольжения дислокаций под действием рабочих нагрузок или остаточных напряжений, или в зонах максимальной неоднородности структуры металла на новых изделиях [1]. Путем считывания СМПР, отображающего остаточную намагниченность, сформировавшуюся естественным образом в процессе сварки, предоставляется возможность выполнять некоторую оценку фактического состояния сварного шва. Причем эта оценка является интегральной, отображающей в каждом шве одновременно особенности структурного состояния, распределение остаточных напряжений и дефектов сварки.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Рис. 1. Распределение нормальной составляющей Нр вдоль проконтролированного участка сварного шва 200

400 600

800

1000 1200

60 Зона kHmax

0

200

100 80

Зона трещины

400 600 800 LX, mm

1000 1200

40 20

dH/dx, (А/м)/мм

0

Нр, А/м

100 0 - 100 - 200 - 300 - 400

0

Формирование магнитной доменной структуры (доменная структура ферромагнетиков представляет собой блоки спонтанно намагниченных областей – доменов – хаотично, но статистически равномерно расположенных в объеме металла) в сварных соединениях происходит одновременно с кристаллизацией при остывании металла в магнитном поле Земли и прохождении через точку Кюри (768 °С) под действием напряжений и деформаций, возникающих в процессе сварки. На возникающих дефектах сварки образуются узлы закрепления доменных границ с выходом на поверхность сварного шва в виде СМПР [2]. Контроль методом МПМ осуществляется без зачистки металла и специального намагничивания и позволяет выполнять экспресс-контроль качества сварных соединений в ручном и автоматическом режиме. Контроль выполняется с помощью специализированных малогабаритных приборов, имеющих автономное питание, сканирующие и регистрирующие устройства. Приборы типа ИКН (измерители концентрации напряжений магнитометрические) не имеют аналогов в мире, серийное их изготовление организовано в России на предприятии «Энергодиагностика» (г. Москва). Приборы аттестованы в Госстандарте РФ и включены в государственный реестр средств измерений. При контроле используются магнитные параметры: ■ нормальная или тангенциальная составляющая СМПР (Нр) в А/м; ■ градиент магнитного поля по длине (dH/dx), где dx – минимальное расстояние между двумя соседними точками измерений поля Нр. Значение градиента определяется автоматически как модульная разность |ΔНр|, деленная на дискретное расстояние Δх между двумя соседними точками измерения, которое устанавливается при предварительной настройке прибора. На рисунке 1 показано, как происходит распределение нормальной составляющей поля Нр вдоль проконтролированного участка сварного шва [2].

По измеряемым магнитным параметрам предоставляется возможность выполнять оценку уровня напряжений в МПа [3]. Измеряют нормальную составляющую магнитного поля рассеяния Нр на поверхности объекта контроля (ОК) непрерывным или точечным сканированием датчиком прибора, при этом на поверхности ОК определяют зоны с экстремальными изменениями поля Нр и линии с нулевым значением поля Нр (Нр = 0). Эти зоны и линии по методике соответствуют зонам концентрации остаточных напряжений. Для количественной оценки уровня концентрации остаточных напряжений определяют коэффициент интенсивности Кин, А/м2, изменения магнитного поля Нр по формуле: Kин =|ΔHP|/LX, где ΔНр – разность поля Нр между двумя точками контроля. Результаты контроля записывают в блок памяти приборов и затем, используя программный продукт, определяют зоны концентрации напряжений (ЗКН) с максимальным значением Кинmах и считывают среднее значение Kинср для всех зон КН, выявленных на объекте контроля. После определения значений Kинср и Кинmах для всех зон, выявленных при контроле, выделяют две–три ЗКН с самыми большими значениями Кинmах и вычисляют отношение: т = Кинmах/ Kинср. Если т превышает предельное значение тпр, то делается вывод о предельном состоянии металла, предшествующем повреждению ОК. Магнитный показатель тпр характеризует деформационную способность металла на стадии упрочнения перед разрушением [4]. В ЗКН с максимальными значениями Кинтах выполняют дополнительный контроль разрушающими или неразрушающими методами и отбирают наиболее представительную пробу металла или образец для исследования структуры и механических свойств металла. Соотношение между предельными значениями магнитных параметров тпр, КинВ, КинТ и механическими характеристиками металла σв, σт являются следующие зависимости: mnp = КинВ/ КинТ ≈( σв/σт )2 (1) где КинВ и КинТ – значения градиентов поля, полученные при испытаниях образцов на растяжение, при достижении, соответственно, предела текучести σт и предела прочности σв [2]. Следует отметить, что соотношение (1), полученное в экспериментальных исследованиях, подтверждено расчетными исследованиями, представленными в рабоТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

те [1] и обусловлено квадратичной зависимостью параметра Кин от магнитной и, соответственно, механической энергии, аккумулирующейся в ЗКН. Как правило, максимальное значение Кинmах, выявленное в отдельных ЗКН, соответствует КинВ, а среднее значение Kинср, рассчитанное для всех ЗКН, выявленных при контроле оборудования, приравнивается условно к значению КинТ. Тогда соотношение (1) можно выразить: mnp = Кинmах/Kинср ≈(σmax/σcр)2 (2) где σmax и σcр – соответственно, максимальное значение напряжения в ЗКН и среднее значение напряжений для всех ЗКН, выявленных при контроле. Соотношения (1) и (2) получены в лабораторных и промышленных исследованиях для основного металла [2]. Для сварных соединений эти соотношения следует использовать отдельно для ЗТВ (зон термического влияния) и отдельно для локальных зон концентрации напряжений, обусловленных дефектами сварки (поры, шлаковые включения, непровары и т.д.). Распределение СМПР в каждой точке контроля, измеренное трехкомпонентными датчиками с точностью до 1 мм на поверхности металла сварного шва и в ЗТВ, в соответствии с имеющейся методикой напрямую отображает трехосное распределение остаточных напряжений и деформаций. При этом важно знать не уровень абсолютных напряжений (хотя эта задача в методе МПМ решена), а их распределение по глубине и вдоль поверхности, и, самое главное, при этом не допустить предельного состояния металла перед образованием трещины [2]. Исходя из всего вышесказанного, можно сделать вывод о том, что метод МПМ наиболее оптимален для оценки напряженнодеформированного состояния при плазменной наплавке сплавов на корпусные стальные конструкции и его применение позволит эффективно оценивать это состояние. Литература 1. Дубов А.А., Власов В.Т. Физические основы метода магнитной памяти металла. – М.: ЗАО «ТИССО», 2004. – 424 с.

2. Дубов А.А., Колокольников С.М. Проблемы контроля качества сварки и сварочных технологий и их решение на основе метода магнитной памяти металла.

3. Власов В.Т., Дубов А.А. Физические основы метода магнитной памяти металла: Учебное пособие. – Москва, 2007.

– 29 с.

4. ГОСТ Р 52005-2003. Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Общие требования.

131

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Заключение по результатам технического диагностирования здания котельной сети газопотребления

Даниил СУХОПАР, специалист по промышленной и пожарной безопасности ООО «ЦИЭКС» (г. Омск) Игорь БРУК, инженер-эколог Представительства ООО «ЦИЭКС» (г. Омск) Иван ПЕКОВ, директор Представительства ООО «ЦИЭКС» (г. Омск) Валентина ЗАХАРОВА, главный инженер Представительства ООО «ЦИЭКС» (г. Омск) Андрей СОЛОВЬЕВ, директор Представительства ООО «ЦИЭКС» (г. Красноярск)

Целью технического диагностирования является оценка технического состояния и оценка соответствия помещения котельной, требованиям промышленной безопасности, а также оценка его фактического состояния. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, здание, котельная.

А

нализ результатов проведенной экспертизы и оценка соответствия объекта экспертизы требованиям промышленной безопасности проводится на основании: ■ Федерального закона № 116 от 21 июля 1997 года «О промышленной безо­ пасности опасных производственных объектов» [1]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2].

1. Назначение и краткая характеристика объекта экспертизы 1.1. Назначение объекта Котельная общей площадью 115 м представляет собой помещение, расположенное на первом этаже четырехэтажного здания административно-бытового корпуса. В помещении котельной размещено котельное оборудование для тепло-

132

снабжения комплекса зданий производственного и административно-бытового назначения. На момент проведения обследования в помещении котельной размещены два водогрейных котла. Основным топливом является природный газ, резервным – дизельное топливо.

1.2. Характеристика здания Помещение котельной бесподвальное, Г-образной в плане формы с размерами в крайних осях А-В/23-25 – 12/12 м. Здание административно-бытового корпуса, в котором расположено помещение котельной, четырехэтажное, прямоугольное в плане, соединено с другими зданиями комплекса теплыми переходами. Конструктивная схема здания на участке в осях А-В/23-25 каркасная из сборных железобетонных элементов. Несущие конструкции помещения представлены: ■ фундаментами мелкого заложения столбчатыми (ростверк стаканного типа) – под колоннами каркаса. По полкам ростверка уложены сборные желе-

зобетонные фундаментные балки, пролетом 6 м; ■ сборным железобетонным каркасом помещения котельной, состоящим из сборных колонн и сборных ригелей; ■ сборными железобетонными многопустотными плитами перекрытия помещения котельной. Естественное освещение помещения котельной осуществляется через оконные проемы в ПВХ-переплетах. Двери – стальные, в ПВХ-переплетах. Полы в помещении котельной из керамической плитки. Пространственная устойчивость здания обеспечивается жесткой заделкой железобетонных колонн в фундаментах, совместной работой элементов каркаса и жесткого диска покрытия. Дата ввода в эксплуатацию — 1990 год. Режим здания – отапливаемое, среда слабоагрессивная, влажность нормальная до 60 %, категория производств по взрывопожарной и пожарной безопасности – Г, степень огнестойкости конструкций – 11, класс ответственности здания – 11.

2. Результаты экспертизы 2.1. Техническое состояние основных элементов 2.1.1. Фундаменты, грунты основания Фундаменты здания на естественном основании столбчатые (монолитный железобетонный ростверк по свайному полю) под колоннами каркаса. По полкам ростверка уложены сборные железобетонные фундаментные балки, пролетом 6 м. Признаки, свидетельствующие о нарушении равновесия в системе «грунты основания – фундаменты» не обнаружены.

2.1.2. Колонны каркаса Колонны каркаса помещения котельной – сборные железобетонные, раз-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

мер сечения колонн 400х400 мм по серии ИК25-1-3. Шаг крайних и средних колонн – 6 м. Колонны жестко защемлены в стаканах фундаментов. Определение прочности бетона колонн осуществлялось ультразвуковым прибором «ПУЛЬСАР – 1.1». Класс бетона колонн по прочности на сжатие соответствует В 25. Отклонения колонн от вертикали не превышают значения монтажных допусков. Силовых повреждений в конструкциях железобетонных колонн не обнаружено.

2.1.3. Наружные стены Самонесущие стены выполнены из керамзитобетонных панелей толщиной 320 мм. Отдельные участки стен выполнены из полнотелого глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе. С внутренней стороны часть стен оштукатурены и окрашены. Обнаружены следующие дефекты и повреждения наружных стен: ■ трещины в швах, выпадение швов стеновых панелей на участках в осях А/24, А/25; ■ выветривание растворных швов, размораживание цокольного участка кирпичной кладки наружных стен в осях А/24-25, 25/А-Б.

2.1.4. Перекрытие Перекрытие помещения котельной выполнено из сборных железобетонных многопустотных плит типоразмером 6,01,50,22 м, уложенных по сборным железобетонным ригелям таврового сечения, высотой 500 мм. Пролет ригелей перекрытия – 6 м. Отметка низа ригеля перекрытия на опорах +2,8 м от уровня пола котельной. Отметка низа плит перекрытия на опорах относительно уровня пола первого этажа в осях А-В/24-25 – 3,0 м; А-Б/23-24 – 6,3 м. Глубина опирания плит перекрытия на сборные железобетонные ригели не менее 120 мм. Определение прочности бетона ригелей и плит перекрытия осуществлялось ультразвуковым прибором «ПУЛЬСАР – 1.1». Класс бетона ригелей и плит перекрытия по прочности на сжатие соответствует В 25. Признаки недопустимых деформаций конструкций перекрытия отсутствуют. Дефектов и повреждений сборных плит перекрытия котельной, свидетельствующих о снижении параметров несущей способности и эксплуатационной пригодности, не обнаружено.

2.1.5. Полы Полы в помещении котельной из керамической плитки. Дефектов конструкции пола котельной, свидетельствующих о

снижении параметров эксплуатационной пригодности, не обнаружено.

2.1.6. Проемы Оконные и дверные проемы в помещении котельной являются легкосбрасываемыми. Дефектов конструкции ЛСК котельной, свидетельствующих о снижении параметров эксплуатационной пригодности, не обнаружено.

2.1.7. Прилегающая территория В конструкции отмостки по периметру стен помещения котельной обнаружены трещины, растительность.

2.1.8. Эксплуатация здания Приказом назначен ответственный за безопасную эксплуатацию и исправное состояние здания, в котором находятся газифицированные установки, ответственный за пожарную безопасность, за правильное хранение и использование по назначению средств пожаротушения и за проведение противопожарного инструктажа на объекте газопотребления, котельной на природном газе, ответственный за обеспечение безо­ пасности при эксплуатации газового хозяйства. Исполнительная документация (протоколы проверки состояния устройств молниезащиты, журнал эксплуатации) на объекте ведется, весенние и осенние осмотры, наблюдения и проверки проводятся. Для осуществления вентиляции воздуха в помещении котельной предусмотрены приточная механическая система П-1, приточные естественные системы ПЕ-1, ПЕ-2, вытяжная естественная система ВЕ-1. Вентиляционные системы обеспечивают нормативные требования по 3-кратному воздухообмену и по компенсации воздуха, забираемого из помещения котельной на сжигание топлива в водогрейных котлах. В помещении котельной установлены легкосбрасываемые ограждающие конструкции на площади 17,6 м2. Помещение котельной расположено в зоне действия системы молниезащиты здания административно-бытового корпуса. Помещение котельной оборудовано системой противопожарной безопасности.

2.2. Анализ нагрузок Значения фактических нагрузок на момент проведения экспертизы не превышают проектных и, с учетом выявленных повреждений и дефектов, не превышают параметров несущей способности конструкций.

3. Заключительная часть экспертизы. Выводы экспертизы По результатам экспертизы промышТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

ленной безопасности помещения котельной техническое состояние строительных конструкций здания оценивается как: ■ техническое состояние фундаментов работоспособное; ■ техническое состояние колонн и балок каркаса работоспособное; ■ техническое состояние наружных стен работоспособное; ■ техническое состояние сборных плит перекрытия работоспособное; ■ эксплуатация здания нормальная. Общий вывод: Помещение котельной соответствует предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности. Следующую экспертизу промышленной безопасности произвести до сентября 2020 года при условии выполнения ремонтновосстановительных работ в согласованные сроки. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538).

3. ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния».

133

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Техническое диагностирование резервуара РВС-100 Заключение по результатам технического диагностирования резервуара РВС-100, эксплуатируемого на площадке резервуарного парка Даниил СУХОПАР, специалист по промышленной и пожарной безопасности ООО «ЦИЭКС» (г. Омск) Иван ПЕКОВ, директор Представительства ООО «ЦИЭКС» (г. Омск) Игорь БРУК, инженер-эколог Представительства ООО «ЦИЭКС» (г. Омск) Валентина ЗАХАРОВА, главный инженер Представительства ООО «ЦИЭКС» (г. Омск) Андрей СОЛОВЬЕВ, директор Представительства ООО «ЦИЭКС» (г. Красноярск)

Целью технического диагностирования является определение соответствия технического устройства (резервуара РВС-100), эксплуатируемого на площадке резервуарного парка, предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности, а также оценка его фактического состояния. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, резервуар.

А

нализ результатов проведенной экспертизы и оценка соответствия объекта экспертизы требованиям промышленной безопасности проводится на основании: ■ Федерального Закона № 116 от 21 июля 1997 года «О промышленной безо­ пасности опасных производственных объектов» [1]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Порядок осуществления экспертизы промышленной безопасности в химической, неф­ техимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 октября 2012 года № 584 [3].

134

Техническое устройство – резервуар РВС-100, эксплуатируется на площадке резервуарного парка. При ознакомлении с технической документацией установлена ее комплектность и собраны следующие сведения: технические характеристики резервуара, данные по изготовлению и монтажу резервуаров, сведения о металле, толщина листов по сертификату, сведения о технологии сварки и сварочных материалах, данные о режиме эксплуатации резервуара и вида хранимых в нем продуктов, данные о проведенных ранее обследованиях с заключениями о техническом состоянии и рекомендациями по дальнейшей эксплуатации или ремонту, данные о проведенных ремонтах. При наружном осмотре состояния основного металла стенки резервуара на I поясе обнаружены накладные заплаты в количестве двух штук. При внутреннем осмотре стенки, настила днища, наружном и внутреннем осмотре настила и несущих элементов кровли недопустимых дефектов, общих

и местных деформаций, вмятин, выпучин на конструкциях не обнаружено. Сварные соединения конструкций резервуара находятся в удовлетворительном состоянии. Основание и отмостка резервуара находятся в удовлетворительном состоянии. По результатам визуального и измерительного контроля стенки (обечайки) обнаружены накладные заплаты размером 180 180 мм на I поясе (2 шт.). По результатам визуального и измерительного контроля основного металла настила днища, настила кровли, сварных швов настила днища, стенки, настила кровли, а также сварных швов приварки штуцеров – дефектов не обнаружено. Для выявления внутренних и поверхностных дефектов в сварных швах и околошовной зоне проведен ультразвуковой контроль качества сварных швов. Дефектов не обнаружено. Для обнаружения поверхностных и сквозных дефектов, определения их расположения, протяженности и ориентации по поверхности проведен капиллярный контроль (цветная дефектоскопия). По результатам цветной дефектоскопии сварных швов вварки штуцеров дефектов не обнаружено (индикации отсутствуют). В результате проведенной ультразвуковой толщинометрии определены фактические толщины элементов резервуара (стенка, настил днища, настил кровли, патрубки (врезки). Толщины отдельных листов стенки по результатам измерений в наиболее прокорродировавших местах не меньше предельно допустимых толщин, определенных расчетом на прочность и устойчивость. Предельно допустимый износ листов кровли, днища резервуара по измерениям наиболее изношенных частей не превышает 50 % от проектной величины.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Предельно допустимый износ окрайков днища не превышает 30% от проектной величины, расчетная несущая способность сохраняется. Фактические минимальные толщины патрубков «А»-«Д», «Ж»-«И» не превышают отбраковочные толщины согласно СТО-СА-03-004-2009 [4]. Фактическая минимальная толщина патрубка «Е» превышает отбраковочную толщину согласно СТО-СА-03-0042009 [4] (наименьшая допустимая толщина стенки патрубка наружным диаметром 426 мм и более должна быть не менее 4,0 мм). Нивелирование окрайки днища резервуара проводилось геометрическим методом в трех точках. Нумерация точек нивелирования совпадает с нумерацией вертикальных сварных швов стенки резервуара. Отклонения от горизонтальной плоскости наружного контура окрайки днища удовлетворяют требованиям нормативных документов. Для определения деформаций днища проведено нивелирование по трем направлениям (от вертикальных сварных швов к центру резервуара). Максимальная разница высотных отметок составляет 144 мм. Измерения отклонений стенки резервуара от вертикали проводились по четырем образующим в верхней и нижней точках по высоте резервуара. По результатам проведенных измерений, отклонения от вертикали образующих стенки корпуса резервуара не превышают предельно допустимых значений согласно требованиям нормативных документов. Произведен расчет на прочность резервуара, используя значения минимальных толщин конструктивных элементов, полученных по данным выполненных замеров. Проведено прогнозирование остаточного ресурса резервуара. На основании анализа условий эксплуатации, результатов неразрушающего контроля, проведенных расчетов на прочность установлено – основные элементы резервуара – стенка, настил и окрайки днища имеют необходимый запас по ресурсу. Гидравлическое испытание наливом на высоту 4,9 метра в течение 24 часов резервуар выдержал. Во время выдержки под испытательной нагрузкой на поверхности стенки, по краям днища не обнаружено течи, уровень воды не снижался. По результатам проведенной экспертизы промышленной безопасности технического устройства – резервуара РВС-100, эксплуатируемого на площадке резерву-

№ п/п

Наименование

Паспортные данные

1

Тип резервуара

цилиндрический, вертикальный, сварной, рулонного типа, емкостью 100 м3

2

Назначение резервуара

хранение нефтепродуктов

3

Дата сдачи в эксплуатацию, год

1958

4

Хранимый продукт

присадка

5

Избыточное давление под кровлей

атмосферное

6

Расчетная температура хранимого продукта, °С

70

7

Оборачиваемость, раз в год

4

8

Диаметр, м

5,39

9

Высота стенки, м

5,55

10

Установленный уровень налива, м

5,00

11

Высота взлива продукта, м

4,90

12

Толщина металла проектная, мм I пояс II пояс III пояс IV пояс настил кровли настил днища

4,0 4,0 4,0 2,5 4,0

13

Материал изготовления стенка настил кровли настил днища

Ст.3 ГОСТ 380-71 Ст.3сп ГОСТ 380-71 Ст.3сп ГОСТ 380-71

14

Технология сварки, сварочные материалы

сведения отсутствуют

15

Сведения об обследованиях

1993, 1999, 2000 годы – толщинометрия кровли, днища, поясов; 2000 год – нивелировка

16

Сведения о ремонтах

2000 год – средний ремонт

арного парка, установлено, что техническое устройство резервуар РВС-100: ■ соответствует предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности; ■ находится в работоспособном состоянии. Дальнейшая безопасная эксплуатация технического устройства – резервуара РВС-100 возможна в течение 4 лет с максимальной высотой взлива продукта до 4,9 метра при соблюдении требований промышленной безопасности. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

«Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538) 3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Порядок осуществления экспертизы промышленной безопасности в химической, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 октября 2012 года № 584).

4. СТО-СА-03-004-2009 «Трубчатые печи, резервуары, сосуды и аппараты нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. Требования к техническому надзору, ревизии и отбраковке».

135

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Испытательнотренировочный стенд Геннадий НИКИФОРОВ, д.т.н., председатель совета директоров ЗАО «Магнитогорскгазстрой» (г. Магнитогорск) Александр ИВАНОВ, инженер, эксперт ООО «СКМ Газ» (г. Магнитогорск) Геннадий ЯЛОВЧУК, инженер, начальник службы эксплуатации ЗАО «Магнитогорскгазстрой» (г. Магнитогорск)

Уровень промышленной безопасности многоуровневых газораспределительных систем во многом определяется устойчивой работой газорегулирующего оборудования, входящего составной частью в газорегуляторные пункты различного размещения – ГРП, ГРПБ, ГРПШ, газорегуляторные установки промышленных предприятий и объектов социальной сферы (газорегуляторный пункт блочный (ГРПБ), газорегуляторный пункт (ГРП), газорегуляторный пункт шкафного исполнения (ГРПШ), установка (ГРУ) – технологические устройства, предназначенные для снижения давления газа и поддержания его на заданных уровнях в газораспределительных сетях.

О

сновное назначение газорегулирующего оборудования – редуцирование высокого входного давления и поддержание его на определенном, заданном, уровне независимо от расхода газа и колебаний давления на входе. В единой газораспределительной системе города Магнитогорска, которая начала формироваться как система с 1963 года, находится четыре газораспределительные станции (объекты ООО «Газпром Трансгаз Екатеринбург»), 91 штука ГРП, ГРПБ, ГРПШ, более 200 штук ГРУ. Все они соединены кольцевыми и радиальными связями не только по сетям высокого давления, но и по сетям среднего и низкого давления, что обусловливает высокие требования к надежности газорегулирующего оборудования. В то же время в единой газораспределительной системе присутствует ряд факторов, которые в различной степени влияют на надежность системы. Один из факторов – большое количество устаревших моделей регуляторов давления газа, таких, как РДНК, РДБК, РДСК, на смену которым приходят регуляторы импортного производства или собранные в России из импортных комплектующих. Это существенно расширяет номенклатуру применяемых регуляторов, с которыми должны уметь работать специалисты службы эксплуатации.

136

Вопросы безопасной эксплуатации систем газораспределения и газопотребления тесно связаны с возможностью не только быстро, но и квалифицированно реагировать на любые нештатные ситуации аварийно-диспетчерской службы (АДС) эксплуатирующей организации. В ЗАО «Магнитогорскгазстрой», с целью повышения квалификации работников АДС и персонала службы эксплуатации, а также для повышения уровня безопасности на реальных объектах газораспределения и газопотребления, был сконструирован и собран уникальный стенд, имитирующий работу газорегулирующего оборудования на сжатом воздухе от ресивера, наполняемого компрессором. На стенде прорабатываются не только аварийные ситуации – выход из строя регулятора давления газа, срабатывание предохранительно-запорного или предохранительно-сбросного клапана, очистка газового фильтра, проверка работы приборов КИПиА (манометры, напоромеры), но и другие технологические и регулировочные мероприятия, такие как переход ГРП на байпас или с одной нитки регулирования на другую, настройка регулятора на заданное давление и т.п. Стенд позволяет также вести проверочную настройку регуляторов с высокого давления на низкое, с высокого на среднее, со среднего на низкое, проверку и настройку других элементов и обо-

рудования, входящих в ГРП. В связи с большой номенклатурой регуляторов предусматривается набор переходов и фланцев различных диаметров. Обучение персонала на стенде проводится регулярно, с оформлением специального журнала для оценки каждого обучаемого, полученной при проверке знаний и навыков. Такое обучение позволяет повышать уровень подготовки специалистов, развивает производственную смекалку, в результате чего сотрудники могут начать разрабатывать рационалистические предложения. Работники эксплуатирующей организации легко ориентируются в многообразии используемого газорегулирующего оборудования и не растеряются при любых нештатных ситуациях. Обучение, проводимое на реальном оборудовании с применением широкого спектра комплектующих, позволит работникам оперативно и квалифицированно реагировать на любую ситуацию, поддерживать бесперебойную работу газораспределительной системы на заданных параметрах. Все это значительно повышает уровень промышленной безопасности объектов газораспределения и газопотребления.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Использование оборудования на опасных производственных объектах хранения и переработки зерна Александр ПЕРВУШКИН, руководитель экспертного бюро, ведущий эксперт ООО «ФОБОС» Сергей КОРОБЕЙНИКОВ, руководитель лаборатории неразрушающего контроля ООО «ФОБОС» Ольга АСАДУЛЛИНА, ведущий специалист по промышленной безопасности ООО «ФОБОС» Оксана ЗВЕЗДИНА, ведущий специалист по промышленной безопасности ООО «ФОБОС»

В статье рассматривается необходимость принятия и утверждения на федеральном уровне документа о порядке проведения обследования технических устройств на предприятиях хранения и переработки растительного сырья, в котором будет установлен нормативный срок эксплуатации оборудования, по истечении которого будет необходимо проведение экспертизы промышленной безопасности.

Ключевые слова: экспертиза, промышленная безопасность, состояния устройства на взрывоопасных объектах хранения и переработки зерна, нория.

В

настоящее время в России идет интенсивное развитие сельского хозяйства. Здания и сооружения, а так же технические устройства, эксплуатирующиеся на территориях агропромышленных предприятий подлежат экспертизе промышленной безопасности [1–3]. Экспертиза промышленной безопасности (ЭПБ) заключается в проведении анализа опасных производственных объектов на соответствие требованиям, установленным к промышленной безопасности. Цель – проверка того, как в отношении исследуемого объекта соблюдаются правила, утвержденные законодательством. Экспертиза промышленной безопасности объектов по хранению и переработке зерна делится на несколько подвидов: ■ экспертиза проектной документации по хранению и переработке зерна; ■ на строительство; ■ расширение; ■ реконструкцию; ■ техническое перевооружение; ■ консервацию и ликвидацию опасных производственных объектов по хранению и переработке зерна; ■ экспертиза зданий и сооружений; ■ экспертиза технических устройств; ■ экспертиза декларации промышленной безопасности и документов, связанных с эксплуатацией опасных производ-

ственных объектов по хранению и переработке зерна. Экспертиза технических устройств (в том числе и иностранного производства) объектов по хранению и переработке зерна проводится: ■ для использования в производстве нового оборудования, ■ по результатам внесенных конструктивных изменений или модернизации, ■ по истечении установленного срока службы, указанного в паспорте или руководстве по эксплуатации. Данная экспертиза проводится для определения технического состояния устройства на взрывоопасных объектах хранения и переработки зерна с целью принятия решения о дальнейшей безопасной эксплуатации. Экспертиза проводится с выездом на место эксплуатации устройства. Проводится тестирование и диагностирование узлов и деталей устройства при наличии методик или технических регламентов. Экспертиза проводится с соблюдением нормативнотехнических требований, которые описываются в методических документах на устройство. Большая часть технологического оборудования отработала нормативный ресурс, а основные фонды предприятий практически не обновляются. Дальнейшая эксплуатация такого оборудования возможна только с разрешения органов Ростехнадзора на основании тщательноТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

го обследования технического состояния оборудования, установления его работоспособности, остаточного ресурса безопасной эксплуатации. При оперативном обследовании потенциально опасных объектов и установлении причин аварий необходимо обнаружить дефекты в конструкционных материалах и выяснить причины их появления. Материалы деталей оборудования предприятий по хранению и переработке зерна различаются составом, степенью деформации, микро- и макроструктурой, термической обработкой, механическими и другими свойствами. Наличие дефектов вызывает локальное изменение свойств, которое может быть обнаружено с помощью различных методов, поэтому в технической диагностике применяют комплексный подход к выявлению дефектов. Повреждения могут быть вызваны эрозионным истиранием рабочей средой стенок, коррозией металла, усталостью, температурной ползучестью, изменением физико-химических свойств металла и другими причинами. Исчерпание ресурса эксплуатируемого оборудования чревато авариями с тяжелыми последствиями. Экспертизе подвергаются технические устройства, являющиеся потенциально опасным оборудованием: конвейеры (цепные, винтовые, ленточные), нории,

Рисунок 1. Нория Голова нории

Привод

Выгрузка Лента и ковши нории Шахта нории

Люк обслуживания

Засыпное отверстие

Натяжной болт Датчик скорости

Нижняя пятка нории

Люк для очистки

137

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

138

Фото 1

Фото 2

Экспертиза проектной документации по хранению и переработке зерна Строительство

Экспертиза ПБ объектов по хранению и переработке зерна делится на несколько подвидов:

вальцовые станки, обоечные и вымольные машины, вентиляторы. Одним из самых распространенных технических устройств в зданиях по хранению и переработке растительного сырья являются нории. Нория (рисунок 1) предназначена для перемещения сыпучего материала по вертикали. Тяговый орган нории – резинотканевая плоская лента, рабочие органы – ковши. Нория состоит из двух барабанов: верхнего приводного и нижнего натяжного. На барабаны натянута норийная лента, на которой болтами закреплены ковши. Верхний барабан приводится в движение электродвигателем через редуктор. Верхняя часть нории – головка, нижняя – башмак. Головка и башмак нории соединены вертикальными трубами, в которых движется лента с ковшами. Продукт, подлежащий перемещению, загружают в приемные патрубки, установленные на башмаке нории. Ковши поднимают его вверх, где под действием силы тяжести и центробежной силы он высыпается через разгрузочный патрубок нории в самотечную трубу. При поступлении продукта через приемный патрубок по ходу движения норийной ленты ковши только зачерпывают продукт. Если продукт подается через патрубок против хода движения норийной ленты, то, кроме зачерпывания, происходит досыпание ковшей продуктом, что увеличивает коэффициенты их заполнения. Поэтому патрубок, расположенный против хода движения норийной ленты размещен несколько выше патрубка расположенного по ходу ленты. Для возможности проведения плановых ремонтов норий, а так же для возможности вовремя проводить реконструкции и замену оборудования необходимо во время экспертизы производить расчет остаточного ресурса. Расчет остаточного ресурса технических устройств производится на основании [4]. Согласно [4] остаточный ресурс оборудование может иметь не только до истечения расчетного срока службы, но и после него. Это обусловлено действующими нормами и правилами расчета сроков службы оборудования, предусматривающими обеспечение прочности и износостойкости изделий. В ходе процедуры оценки и прогнозирования технического состояния установлено, что при эксплуатации норий наибольшему износу подвержен корпус башмака нории, у которого возможно истончение металла за счет коррозионно-эрозионного износа, поэтому критерием предельного состояния технических устройств норий являются толщина металла стенки

Расширение Реконструкция Техническое перевооружение Консервация и ликвидация опасных производственных объектов по хранению и переработке зерна Экспертиза зданий и сооружений Экспертиза технических устройств Экспертиза декларации промышленной безопасности и документов, связанных с эксплуатацией опасных производственных объектов по хранению и переработке зерна

башмака нории, которая должна быть не меньше 50 % от начальной толщины металла. Начальная толщина металла стенки башмака нории 3,0 мм. При эксплуатации норий устанавливается коэффициентом использования, который учитывает количество смен при работе цеха и проведение декадных остановок для профилактики оборудования. Скорость уменьшения толщины металла стенок корпуса башмака нории за счет коррозионно-эрозионного износа определяется по формуле: Vст =

To – Tсрф t–k

,

где Vcт – скорость уменьшения толщины металла, мм;

Т0 – начальная толщина металла стенки башмака нории согласно технического паспорта, мм; ф Тср – среднее значение толщины металла стенки башмака норий; к – коэффициент использования оборудования; t – время эксплуатации (лет). Определяем прогнозируемый остаточный ресурс, учитывая сохранение скорости уменьшения толщины металла, за счет коррозионно-эрозионного и абразивного износа.

τ=

пр Tсрф – Tср

Vст

,

где τ – прогнозируемый остаточный ресурс, лет;

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

ф Тср – фактическое среднее значение толщины металла стенки башмака нории, мм; пр Т ср – предельно допустимое значение толщины металла стенки башмака нории, мм; Vст – скорость уменьшения толщины, мм/год. Все необходимые замеры толщин стенок проводится специальным оборудованием. Замеры стенок происходят в нескольких точках норийных труб (количество точек зависит от высоты нории). После замеров толщины с разных точек складываются и делятся на количество точек, с которых производились замеры. При замерах в обязательном порядке оформляется протокол ультразвуковой толщинометрии и акт визуального контроля, подписанный специалистом, аттестованным на данный вид деятельности. В случае, если остаточный ресурс не превышает 5 лет, то срок прохождения следующей экспертизы устанавливается на тот период времени, который получился исходя из расчета. Во всех остальных случаях следующая экспертиза промышленной безопасности проводится через 5 лет. При проведении экспертизы промышленной безопасности технических устройств, применяемых на вышеуказанных объектах, использована современная методология оценки и прогнозирования технического состояния. Особое внимание уделено: ■ оснащению потенциально опасного оборудования средствами взрывоза-

щиты и взрывопредупреждения, соблюдению требований правил промышленной безопасности; ■ вибродиагностике, которая помогает своевременно выявить и рекомендует устранить неполадки в соответствующих узлах оборудования; ■ температурному режиму подшипниковых узлов, во время которого безошибочно определяется температурный нагрев корпуса подшипниковых узлов, температура которых не должна превышать 60 °С; ■ визуально-измерительному контролю, позволяющему определить марку, тип, размеры, работоспособное состояние рабочих органов и в целом состояние технических устройств; ■ проверке состояния электрооборудования; ■ измерению фактических толщин элементов оборудования, что важно для транспортного оборудования, во время эксплуатации которого образуется повышенное содержание пыли, и при негерметичности этого оборудования может выделяться пыль в производственные помещения, а при неисправности искрение, в результате чего могут произойти возгорание пыли или взрыв. Следует отметить необходимость принятия и утверждения на федеральном уровне документа о порядке проведения обследования технических устройств на предприятиях хранения и переработки растительного сырья, в котором будет установлен нормативный срок эксплуатации оборудования, по истечении которого бу-

дет необходимо проведение экспертизы промышленной безопасности. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральный закон от 22 июля 2008 года № 123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

3. Приказ Ростехнадзора от 3 июля 2015 года № 266 «О внесении изменений в федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности».

4. РД 26.260.004–91 «Руководящий документ. Методические указания. Прогнозирование остаточного ресурса оборудования по изменению параметров его технического состояния при эксплуатации».

5. ННИЦ КД «Методика оценки уровней вибрации технологического оборудования предприятий хлебопродукта».

6. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности взрывопожароопасных производственных объектов хранения и переработки растительного сырья» (утверждены приказом Ростехнадзора от 21 ноября 2013 года № 560).

7. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Ростехнадзора от 3 июля 2–15 года № 266).

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

139

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Экспертиза ПБ зданий и сооружений Александр ПЕРВУШКИН, руководитель экспертного бюро, ведущий эксперт ООО «ФОБОС» Сергей КОРОБЕЙНИКОВ, руководитель лаборатории неразрушающего контроля ООО «ФОБОС» Ольга АСАДУЛЛИНА, ведущий специалист по промышленной безопасности ООО «ФОБОС» Оксана ЗВЕЗДИНА, ведущий специалист по промышленной безопасности ООО «ФОБОС»

Экспертиза промышленной безопасности зданий и сооружений остается важным элементом реализации политики Ростехнадзора в области промышленной безопасности. Ключевые слова: промышленная безопасность, экспертиза, обследования зданий и сооружений.

З

дания и сооружения на опасных производственных объектах в процессе эксплуатации подвержены широкому спектру различных воздействий, включая факторы окружающей среды, технологические процессы, всевозможные нарушения при проведении строительно-монтажных работ. В настоящее время как новые, так и реконструированные промышленные здания, особенно их несущие конструкции, эксплуатируются с большой вероятностью обрушения. Для предотвращения возникновения аварийных ситуаций и оперативного их устранения необходимо периодически проводить экспертизу промышленной безопасности зданий и сооружений. В соответствии с Федеральным законом № 116-ФЗ экспертизе промышленной безопасности подлежат здания и сооружения на ОПО, которые используются для обеспечения социального и жило-

140

го секторов отоплением и горячим водоснабжением, осуществления хранения продукции или сырья, перемещения грузов и людей, технологических процессов, а также ликвидации и локализации последствий аварий [1]. Экспертиза промышленной безопасности является важным инструментом в области контроля и надзора за деятельностью на опасных производственных объектах. К экспертизе промышленной безопасности зданий и сооружений предъявляются следующие требования: независимость и объективность, полнота и всесторонность исследований, которые должны быть выполнены на базе современных научных и технических достижений. Процесс проведения экспертизы достаточно сложен и многогранен, основан на анализе большого объема информации о том или ином здании (сооружении): срок и условия эксплуатации, характеристика материалов, предшеству-

ющие ремонты, реконструкции объекта. Большое внимание уделяется проведению натурных обследований, испытаниям материалов, с применением неразрушающих и разрушающих методов контроля. Экспертное заключение оформляется в соответствии с Федеральным законом [1] и должно содержать результаты проведения обследования, их анализ. В соответствии с Федеральными нормами и правилами [2], экспертиза промышленной безопасности зданий и сооружений проводится в следующих случаях: ■ истечение срока эксплуатации зданий и сооружений, установленного в проектной документации; ■ отсутствие проектной документации, либо в проектной документации нет никаких данных относительно сроков эксплуатации зданий и сооружений; ■ после аварии на опасном производственном объекте, когда были повреждены несущие конструкции; ■ истечение сроков безопасной эксплуатации, которые установлены заключениями экспертизы; ■ возникновение сверхнормативных деформаций конструкций зданий и сооружений. При проведении обследования зданий (сооружений) уделяется особое внимание несущим и ограждающим конструкциям, которые в большей степени подвержены воздействию факторов окружающей среды. Значительный объем информации для экспертизы могут дать предыдущие заключения экспертизы промышленной

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Экспертиза здания котельной – наиболее важный этап эксплуатации котельной, особенно при переводе их агрегатов с твердого и жидкого видов топлива, на природный газ безопасности, поскольку это позволит оценить состояние объекта в динамике и сравнить текущее состояние зданий (сооружений) с прошлым в определенный момент времени. Здания и сооружения на опасном производственном объекте – это строения (здания котельных, компрессорных, газораспределительных станций) и сооружения (кирпичные и металлические дымовые трубы, железобетонные резервуары и прочие). Их экспертиза проводится в случаях, установленных нормативнотехническими документами Ростехнадзора. Котельные (особенно газовые) относятся к потенциально опасным объектам, поэтому должны соответствовать требованиям Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». Такие объекты обязательно должны быть проверены на соответствие правилам техники безопасности, чтобы во время использования они не стали причиной несчастного случая или любого другого ЧП. Экспертиза здания котельной – наиболее важный этап эксплуатации котельной, особенно при переводе их агрегатов с твердого и жидкого видов топлива на природный газ. Проверка является комплексной: к ней относится как экспертиза имеющегося на объекте котельного оборудования и документации, так и проверка на соответствие нормам безопасности здания котельной (к примеру, помещение, в котором располагается газовый котел, требует выполнения достаточно объемного списка требований). Причиной наиболее возможных аварий является сочетание нескольких факторов, связанных как с технической неисправностью оборудования, так и со слабой подготовкой эксплуатационного персонала и отсутствием на должном уровне производственного контроля: ■ нерегулярно проводятся текущие и капитальные ремонты зданий и со­ оружений котельной; ■ нерегулярно (не реже двух раз в год) проводятся плановые осмотры зданий и дымовых труб; ■ нарушение требований, предъявляемых к техническим устройствам, оборудованию, зданиям и сооружениям. Экспертиза промышленной безопасности осуществляется на основании ре-

зультатов технического диагностирования (обследования). Диагностирование предусматривает выявление износа элементов конструкций, установление технических характеристик материалов конструкций и геометрической формы объекта, контроль основного металла и сварных соединений неразрушающими методами контроля, определение технического состояния. Техническое диагностирование выполняется для определения технического состояния, оценки остаточного срока службы строительных конструкций, своевременного выявления и предотвращения аварийных ситуаций. Методы технического диагностирования: ■ визуальный и измерительный контроль; ■ ультразвуковой контроль; ■ выполнение геодезических работ по определению положения конструкций в пространстве с использованием высокоточной техники. При визуальном обследовании особое внимание должно быть обращено на основные, наиболее опасные дефекты, возникающие вследствие нарушения правил эксплуатации зданий и сооружений или их отдельных конструкций: недопустимых нагрузок, воздействия агрессивных сред (загазованности воздуха, растворов, солей, кислот, щелочей, выбросов отработанного пара, воды, масел, мазута). Результаты визуальных обследований должны быть подтверждены измерениями всех замеченных повреждений и дефектов - отклонений от проекта, общих и местных деформаций (прогибов, сдвигов, искривлений, осадок, раскрытий, протяженности трещин с зондированием их глубины). При визуальном обследовании не должны быть пропущены критические дефекты конструкций, имеющие, например, сечения конструктивных элементов с пересечением их сквозной трещиной, либо ослабленные коррозией элементы, имеющие прогибы сверхнормативного значения, конструкции и сооружения, имеющие отклонения от вертикали или продольные прогибы, угрожающие их устойчивости. Результатом экспертизы является заключение, содержащее результаты проТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

веденной экспертизы, поверочные расчеты конструкций на прочность и устойчивость, анализ полученных результатов, а также обоснованные выводы о соответствии или несоответствии объекта экспертизы требованиям промышленной безопасности и остаточном ресурсе дальнейшей эксплуатации. На заседаниях профильных правительственных комиссий, а также в рамках официальных заявлений специалистов Ростехнадзора рассматривается проблема, связанная с изношенностью производственных фондов. Внимание к ней обусловлено несколькими факторами, главный из которых – необходимость повышения эффективности управления рисками на опасных объектах и обеспечение защиты работников предприятий, населения и территорий от угроз техногенного характера. При осуществлении эксплуатации потенциально опасного объекта, необходимо обеспечить требуемый уровень защищенности окружающей среды, сотрудников, а также населения. Промышленная безопасность и производственный контроль ее соблюдения важный момент в функционировании любого предприятия, содержащего в своем составе опасные производственные объекты (ОПО). Целесообразно на Федеральном уровне разработать федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности зданий и сооружений. Усовершенствование требований в данной области способно значительно повысить безопасность эксплуатации зданий и сооружений в Российской Федерации. Литература 1. Федеральный закон Российской Федерации от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 г. №538 «Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности».

3. Федеральный закон Российской Федерации от 30 декабря 2009 № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

4. ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния».

5. СП 13–102–2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений».

141

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Представление результатов измерения коррозионного повреждения элемента строительной конструкции УДК 658.004.58 Сергей ДЕМИН, начальник экспертного отдела ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Сергей ГАЛКИН, эксперт ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Виктор ГРЕЧИШКИН, руководитель отдела ЭПБ ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва)

В данной статье рассматриваются вопросы представления результатов измерения износа строительных конструкций. Ключевые слова: коррозионный износ, измерение остаточной толщины.

Д

ля представления результатов измерения износа существуют следующие варианты: ■ в абсолютных единицах (мм, мкм); ■ в процентах от толщины отдельного элемента сечения (полки, стенки); ■ в процентах от площади всего сечения. При этом аварийный критерий коррозионного износа, указанный в нормативных документах по обследованию зданий и сооружений, выражается в процентах от площади сечения. Как правило, износ, нормируемый как аварийный, составляет 25% площади. Для выполнения поверочных расчетов недостаточно информации о потере площади сечения (либо о фактической площади остаточного сечения). Такая информация может быть достаточной только для расчета растянутых элементов. Для расчета сжатых и изогнутых элементов необходимо знать фактические габариты всех элементов сечения (полок, стенок, перьев уголков и других). Поэтому представление результатов измерений в процентах от площади сечения недостаточно информативно. Установить процент потери площади сечения прямым измерением не представляется возможным,

так как данный параметр можно определить только пересчетом. Это утверждение обосновывается тем, что в случае одинаковой скорости коррозии всех элементов сечения величина потерь будет одинакова по абсолютной величине (мм), при этом износ в процентах будет равен только для элементов с одинаковой начальной толщиной. Однако случаи равномерной коррозии всех элементов сечения с одинаковой скоростью встречаются редко. Часто исследователи измеряют потери только в одном из элементов сечения, по которому после и делают вывод о коррозионном износе сечения в целом. Такой подход ошибочен, так как в зависимости от пространственного расположения, типа сечения, доступа агрессивной среды и других факторов износ разных частей сечения будет различным. Характерным примером является коррозия двутавровых балок в воздушной среде. При равномерном доступе агрессивной среды большему износу будет подвергаться верхняя поверхность горизонтально расположенных частей сечения (например, полок). Это происходит за счет скопления на них влаги, пыли, продуктов коррозии, ускоряющих процесс разрушения.

Случаи равномерной коррозии всех элементов сечения с одинаковой скоростью встречаются редко 142

При определенных условиях, связанных, как правило, с доступом агрессивной среды, глубина коррозионных потерь сильно изменяется даже в пределах одного элемента сечения. Исходя из данных факторов, для качественного выполнения обследования и представления его результатов необходимо: ■ производить измерение остаточной толщины во всех элементах сечения, имеющих признаки повреждения; ■ при неравномерном коррозионном повреждении в пределах части сечения определять минимальные и максимальные толщины, а также выявлять зоны максимальных потерь (строить конкретный профиль остаточного сечения); ■ при определении потери площади сечения производить ее расчет по данным толщинометрии каждого из элементов сечения. Литература 1. Пузанов А.В., Улыбин А.В. Методы обследования коррозионного состояния арматуры железобетонных конструкций // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 7 (25). С. 18–25.

2. Добромыслов А. Н. Диагностика повреждений зданий и инженерных сооружений. М.: АСВ, 2006. 256 с.

3. Пособие по обследованию строительных конструкций зданий. М.: АО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ», 1997. 179 с.

4. Ремнев В.В., Морозов А.С., Тонких Г.П. Обследование технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. М.: Маршрут, 2005. 196 с.

5. Пособие по контролю состояния строительных металлических конструкций зданий и сооружений в агрессивных средах, проведению обследований и проектированию восстановления защиты конструкций от коррозии (к СНиП 2.03.11-85). М.: ГОССТРОЙ СССР, 1987. 23 с.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Проблемы при техническом диагностировании мостовых кранов УДК 658.004.58 Сергей ДЕМИН, начальник экспертного отдела ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Сергей ГАЛКИН, эксперт ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Виктор ГРЕЧИШКИН, руководитель отдела ЭПБ ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва)

В данной статье приводятся особенности и проблемы, возникающие при техническом диагностировании мостовых кранов. Ключевые слова: дефекты металлоконструкций мостовых кранов, контроль состояния металлоконструкций.

О

бщий анализ разрушений пролетных балок крановых металлоконструкций и сварных соединений пролетных и концевых балок, выявленных в процессе экспертизы промышленной безопасности, показывает, что визуально-измерительный контроль состояния пролетных балок мостового крана, а именно их скручивания, не дает должного результата из-за высокой погрешности измерений. Иногда отсутствует возможность провести измерения, в результате чего становится сложно точно спрогнозировать их состояние, и предотвратить развитие разрушений сварных швов в соединении пролетных и концевых балок. Обнаруженные во время обследований дефекты и повреждения металлических конструкций кранов являются следствием следующих возможных причин: ■ низкого качества металла (малоуглеродистая сталь); ■ неудовлетворительного конструктивного решения; ■ неудовлетворительного качества изготовления и монтажа отдельных элементов; ■ агрессивности окружающей среды, эксплуатации кранов в непредусмотренном режиме, плохом уходе и ремонте. Как известно, для условий сохранения поперечной устойчивости пролетной балки достаточно выполнение условия fr < 0,002 Lk. Обработка массива данных за 15 лет состояния пролетных балок кранов мостового типа грузоподъемностью от 5

до 30 т показывает, что пролетные балки имеют существенное отклонение от вертикального положения, и чем больше составляет пролет крана, тем, соответственно, большее отклонение. Основной целью решения проблемы кручения пролетных балок мостовых кранов является продление сроков эксплуатации. В настоящее время решение проблемы не найдено и с каждым годом становится все актуальнее вследствие износа техники. В настоящее время парк грузоподъемных кранов в нашей стране вышел за пределы нормативного срока службы более чем на 80%. Данная техника требует замены или модернизации либо подлежат списанию. Высокий процент устаревшей техники существенно снижает надежность и безопасность эксплуатации грузоподъемных кранов, что, в свою очередь, приводит к аварийным последствиям, о чем свидетельствуют многочисленные происшествия и статистика, приведенная в от-

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

четах Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору. Усталостное состояние металла в конструкциях грузоподъемных кранов, обусловленное истекшим нормативным сроком службы, является предпосылкой к дальнейшему снижению безопасности эксплуатации в будущем. Таким образом, актуальной задачей в сфере экспертизы промышленной безопасности подъемных кранов является повышение степени точности прогнозирования срока службы крана, а также определение влияния различных факторов на ресурс крана. Поэтому необходимо принять следующие меры: 1. Разработка метода контроля и прогнозирования поведения металлоконструкций крана, который в дальнейшем позволит получить следующие эффекты: ■ систематизацию факторов, влияющих на кручение балок; ■ исследование механизма процесса кручения балочных конструкций пролетных балок мостовых кранов в реальных условиях; ■ построение математической модели процесса кручения балочных конструкций пролетных балок мостовых кранов в программном комплексе.

2. Разработка методов оценки остато­ чного ресурса балочных конструкций пролетных балок мостовых кранов.

3. Разработка прибора контроля пространственного положения балочных конструкций пролетных балок мостовых кранов.

143

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Состояние существующей системы подготовки и аттестации специалистов в области неразрушающего контроля УДК 658.004.58 Сергей ДЕМИН, начальник экспертного отдела ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Сергей ГАЛКИН, эксперт ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Виктор ГРЕЧИШКИН, руководитель отдела ЭПБ ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва)

В данной статье рассматриваются современные требования к подготовке и аттестации специалистов неразрушающего контроля. Ключевые слова: аттестация специалистов НК.

В

настоящее время оценка квалификации специалистов НК определяется по трехуровневой системе. Требования к подготовке и аттестации специалистов НК установлены в ПБ 03-440-02 «Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля». Данный документ определяет: ■ единые требования к общей и специальной подготовке; ■ единые требования к минимальному производственному опыту; ■ требования к квалификации персонала в области НК; ■ порядок и требования по аттестации и условиям действия аттестации персонала в области НК; ■ единые унифицированные формы заявки, квалификационных удостоверений и удостоверений проверки знаний правил безопасности. После внедрения современной вычислительной техники в работу аттестационных центров и центров подготовки специалистов неразрушающего контроля стало возможным использование тестовой формы оценки знаний. При этом ставится цель исключить субъективную оценку экзаменаторов и сделать ее независимой от человеческого фактора, а также устранить возможную коррупционную составляющую оценки. Определение окончательной оценки по результатам собеседования в этой системе не предусмотрено, хотя очевидно, что только при непосредственном собе-

144

седовании можно наиболее объективно оценить знания экзаменуемого. Практика показывает, что время, установленное нормативами для специальной подготовки для допуска к квалификационному экзамену, для большинства методов НК (УК, АЭ, ВТ, МК и других) недостаточно для глубокого их освоения и овладения средствами и приемами контроля. Кроме того, необходимы дополнительные знания по смежным наукам – физике, электротехнике, химии, металловедению, сварке, вычислительной технике и другим, а на их изучение, как правило, не хватает времени. Только немногие учебные центры включают в свою программу подготовки изучение основ данных дисциплин для более полного понимания принципа действия методов неразрушающего контроля. Также для каждой из отраслей промышленности существует своя специфика контроля, не свойственная другим отраслям. Например, в нефтепереработке необходимо часто проводить ультразвуковую толщинометрию по горячей (до 60 000 °С) поверхности, радиографическую толщинометрию внутренней трубы конструкции «труба в трубе», выявлять щелочное растрескивание или усталостные трещины деталей машинного оборудования, работающих в масляной среде, капиллярным методом и др. ситуации. В этих случаях приемы (методика и технология) контроля существенно отличаются от «классической» (общепринятой)

схемы. Для решения этих проблем нужны специальные знания. Данные проблемы можно решить только при углубленном изучении всего комплекса упомянутых предметов в специализированных учебных заведениях – техникумах или профессиональных технических училищах. Техникумы или ПТУ при этом могут выпускать специалистов широкого профиля, владеющих несколькими методами НК, что, безусловно, окажет влияние на качество и эффективность контроля. В настоящее время на рынке НК появился большой ассортимент приборов и средств НК, отличающихся по конструктивному и программному исполнению и методическому применению. Используемые в конкретной отрасли приборы, как правило, более ограничены по ассортименту. В условиях существующей формы подготовки и аттестации специалистов у большинства экзаменационных центров (ЭЦ) и независимых органов аттестации персонала НК (НОАП) нет возможности глубокого изучения аттестуемыми этих приборов и проверки экзаменаторами умения работать на них, т.к. ЭЦ и НОАП не могут иметь весь необходимый набор приборов. Кроме того, существуют также объективные сложности с набором необходимого ассортимента учебных и экзаменационных образцов по контролю оборудования конкретной отрасли. Создание отраслевых техникумов или училищ по подготовке специалистов НК могло бы стать эффективным решением проблемы. Однако эту проблему нужно решать на государственном уровне. В первое время возможно было бы создание подобных обучающих центров на базе крупнейших предприятий каждой отрасли промышленности. Литература 1. ПБ 03-440-02 «Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля».

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Экспертиза ПБ как инструмент защиты окружающей среды УДК 658.004.58 Сергей ДЕМИН, начальник экспертного отдела ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Сергей ГАЛКИН, эксперт ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Виктор ГРЕЧИШКИН, руководитель отдела ЭПБ ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва)

В данной статье рассматривается проблема загрязнения окружающей среды промышленными предприятиями и влияние экспертизы промышленной безопасности на снижение вреда от выбросов для экологии. Ключевые слова: промышленная безопасность, окружающая среда.

П

ри современном уровне загрязненности окружающей среды все более актуальными становятся проблемы экологии и здоровья людей, которые зависят от многочисленных факторов, в том числе – от влияний техногенного характера. К концу XX века техногенное воздействие на природу приобрело катастрофический характер. Одной из существенных причин загрязнения и деградации окружающей среды являются чрезвычайные ситуации, техногенные аварии и катастрофы. По экологическим последствиям наибольшую опасность представляют аварии в нефте-, газо- и угледобывающих отраслях, металлургии, химической, нефтехимической и микробиологической промышленности (на объектах ТЭК). Эти аварии являются преимущественно следствием изношенности оборудования, эксплуатируемого на опасных производственных объектах. Согласно статистическим данным на сегодняшний день более 75% основных фондов опасных производственных объектов выработали свой ресурс, но все еще продолжают эксплуатироваться. Обеспечение безопасной эксплуатации существующего фонда оборудования опасных производственных объектов невозможно без проведения экспертизы промышленной безопасности, основной целью которой является предотвращение аварийных ситуаций на опасных производственных объектах, а также сведение к минимуму влияния негативных факторов и последствий катастроф [1]. В свое время в сфере экспертизы промышленной безопасности были разрабо-

таны диагностические методы для определения и прогнозирования безопасного ресурса эксплуатации опасных производственных объектов. Их применение позволяло предприятиям использовать оборудование после окончания нормативного срока эксплуатации, исходя из его реального состояния. Такая практика была обусловлена сложной экономической ситуацией в России в 90-х и начале 2000-х годов, но продолжает применяться и сегодня, так как позволяет предприятиям вести свою деятельность без затрат на техническое перевооружение и снижение выбросов вредных отходов в атмосферу. Такие предприятия, как правило, не только используют морально устаревшее оборудование и, как следствие, технологии, не соответствующие современным требованиям по экологической безопасности, но и продолжают свою деятельность в ущерб здоровью людей и окружающей среде. Очевидно, что полностью заменить все изношенное оборудование вряд ли возможно. Поэтому на сегодняшний день еще одним из путей развития является постепенная (поэтапная) замена устаревшего оборудования. В решении этой задачи основную роль должна сыграть экспертиза промышленной безопасности, которая позволяет сегодня выявить и вывести из эксплуатации оборудование, отработавшее два и более нормативных срока эксплуатации. Однако, такой подход не приветствуют руководители предприятий, поскольку при этом им придется понести крупные затраты на техническое перевооружение и мероприятии по снижению уровня вредности отходов. ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Учитывая важность экспертизы промышленной безопасности для безаварийной работы предприятия, необходимо исключить тенденцию по привлечению на ее проведение организаций только по принципу низкой стоимости. При выборе организации, проводящей экспертизу, руководители предприятий должны руководствоваться следующими критерями: ■ наличие разрешительных документов на проведение работ (лицензии, свидетельства); ■ наличие опыта проведения экспертизы в конкретной области; ■ наличие в штате экспертной организации экспертов, аттестованных в установленном порядке; ■ наличие приборов и инструментов, необходимых для проведения осмотра объекта. Также преимуществом при выборе экспертной организации нужно считать наличие собственной лаборатории неразрушающего контроля и специалистов по неразрушающему контролю, аттестованных в установленном порядке. Экспертиза промышленной безопасности изначально предполагает выполнение широкого круга сложных, трудоемких, дорогостоящих и ответственных мероприятий, поэтому объективно является дорогостоящей процедурой. Применение ценового критерия (как решающего) создает условия для демпинга цен, что может привести к необъективной оценке технического состояния оборудования и устройств, эксплуатируемых на опасных производственных объектах. В результате такого подхода вся процедура экспертизы сводится к продлению сроков эксплуатации оборудования и, в итоге, к достижению им предельного состояния (разрушению). Таким образом, только ответственность владельцев опасных производственных объектов при выборе экспертной организации и их нацеленность на обновление парка оборудования на предприятиях, могут решить проблему нанесения вреда окружающей среде.

Литература 1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538).

145

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Роль дефектоскопии экскаваторных канатов

для определения их остаточного ресурса и времени замены УДК 658.004.58 Сергей ДЕМИН, начальник экспертного отдела ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Сергей ГАЛКИН, эксперт ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Виктор ГРЕЧИШКИН, руководитель отдела ЭПБ ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва)

В данной статье рассматривается необходимость разработки методики и приборов для оценки остаточного ресурса канатов, используемых на экскаваторной технике. Ключевые слова: дефектоскопия канатов, оценка технического состояния канатов.

Р

абота экскаваторов сопряжена с повышенным уровнем опасности и авариями. Даже строгое соблюдение требований нормативных документов и документации по техническому обслуживанию, своевременное проведения текущих ремонтов и соблюдение правил эксплуатации не обеспечивает на 100% гарантию исключения из практики случаев аварийной остановки. На карьерных экскаваторах подъемные и стреловые канаты и ванты являются элементами конструкции машин, от технического состояния которых непосредственно зависит их техническая готовность к работе и безопасность эксплуатации. Поэтому определение остаточного ресурса каната и выбор подходящего для этого метода являются одной из основных задач при техническом обслуживании экскаваторной техники. Канаты подвержены износу под воздействием следующих факторов: ■ переменные влажность и температура; ■ запыленность; ■ трение; ■ переменные механические нагрузки. В результате происходит накопление усталости металла проволок, возникают абразивный износ и коррозионные поражения, уменьшающие рабочую (по металлу) площадь поперечного сечения каната. Это приводит к снижению запаса прочности каната и к ускоренному его разрушению при нагрузке.

146

Нормативными документами Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору устанавливаются критерии и предельные нормы браковки, при достижении которых канат подлежит замене. К ним относятся: ■ деформация каната; ■ обрыв пряди или сердечника; ■ изменение диаметра каната; ■ абразивный или коррозионный износ проволок; ■ уменьшение площади поперечного сечения каната по металлу (потеря сечения); ■ обрывы отдельных проволок. Кроме того, обрывы канатов могут возникать вследствие нарушения технологии свивки каната. Обычно оборванные концы проволок при свивке канатных прядей соединяются сваркой. Как правило, сварной стык оказывается внутри каната, не выявляется визуально, но снижает прочность каната. В то же время сертификат изготовителя на поставляемый канат обычно не содержит данных о наличии и количестве сварных стыков проволок. Не имея объективных данных о техническом состоянии каната, владелец либо рискует безопасностью эксплуатации, если используемый канат слишком изношен, либо, преждевременно бракуя канат, несет неоправданно завышенные расходы. Учитывая то, что цена одной тонны канатов может составлять до сотни тысяч рублей, преждевременная их замена влечет дополнительные

и значительные затраты. В связи с этими обстоятельствами регулярный контроль канатов, кроме обеспечения должной безопасности эксплуатации экскаваторов, может дать существенный экономический эффект. Оценить техническое состояние и, в результате, остаточный ресурс каната можно по ряду параметров, к которым относятся относительная потеря сечения каната по металлу и количество локальных дефектов. Под потерей сечения принято понимать уменьшение площади поперечного металлического сечения каната относительно номинального значения, вызванное истиранием, коррозией и другими причинами, и распределенное на значительной длине каната (не менее чем несколько диаметров каната). Потеря сечения выражается в процентах. Дефект каната, сосредоточенный на коротком участке, например, обрыв проволок или локальная коррозия, называется локальным. Для обследования канатов используются визуальные и инструментальные методы. Визуальным методом выявляются дефекты, расположенные только на поверхности каната. Так как канаты обычно смазаны и могут быть покрыты грязью, то визуальный контроль всей поверхности, особенно в движении, затруднен, а его результаты субъективны. Кроме того, такой метод трудоемок и не позволяет измерить потерю сечения. Необходима разработка и внедрение специальных приборов (дефектоскопов) для получения объективных данных о техническом состоянии каната. Контроль такими приборами мог бы существенно повысить вероятность безопасной эксплуатации объектов и позволил бы предотвратить аварии, связанные с обрывами канатов. Литература 1. Котельников В.С., Сухоруков В.В. Дефектоскопия канатов грузоподъемных машин // Безопасность труда в промышленности. – 1998. –№ 5. – С. 34–38.

2. Глушко М.Ф. Стальные подъемные канаты. Киев: Техника, 1966. –328 с.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Об организации экспертизы ПБ на трубопроводах Сергей ДЕМИН, начальник экспертного отдела ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Сергей ГАЛКИН, эксперт ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Виктор ГРЕЧИШКИН, руководитель отдела ЭПБ ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва)

В данной статье рассматриваются вопросы организации проведения экспертизы промышленной безопасности на трубопроводах. Ключевые слова: экспертиза промышленной безопасности, оценка технического состояния трубопроводов.

П

ри проведении ЭПБ трубопроводов приходится оценивать их техническое состояние на месте эксплуатации. В случае выявленных деформаций или дефектов дополнительно проводится неразрушающий контроль для обнаружения микротрещин проникающими веществами, цветной дефектоскопией, а также ультразвуковым методом. При этом целесообразно осуществлять классификацию дефектов в зависимости от способа происхождения. Часто выявляются металлургические дефекты на трубных заготовках: ■ расколы, трещины (узкий разрыв металла, направленный к поверхности стенки трубы под углом, близким к 90°); ■ расслоения (несплошность металла, ориентированная параллельно поверхности стенки трубы); ■ закаты (несплошность металла в направлении прокатки листа на значительной длине); ■ плены (отслоение металла различной толщины и величины, вытянутое в направлении прокатки и соединенное с основным металлом одной стороной); ■ рванины (раскрытый глубокий окисленный разрыв поверхности металла разнообразного очертания, расположенный поверх или под углом к направлению прокатки); ■ ликвация (повышенное содержание неметаллических включений); ■ риски (продольная канавка, образовавшаяся в результате взаимодействия трубы с острыми выступами при прокатке (изготовлении) труб).

Это приводит к возникновению концентрации напряжения, развитию коррозионных повреждений. При внешних силовых воздействиях во время монтажа и эксплуатации трубопровода возникает риск растрескивания при наличии коррозионно-активных сред. Особенно опасны гофры при транспортировке неосушенных газов и сред. Также значительную опасность представляют деформационные дефекты с большими радиусами, или дефекты геометрии. К ним относятся: ■ вмятины (местное изменение формы поверхности трубы, не сопровождающе­еся утонением стенки, – образуется в результате взаимодействия трубы с твердым телом, не имеющим острых кромок); ■ гофры (поперечная складка на поверхности трубы – характеризуется глубиной, которую обычно соизмеряют с толщиной стенки трубы); ■ отклонение от кругового сечения (овальность сечения – дефект геометрической формы сечения трубы (трубопровода), возникающее в результате превращения начального кольцевого сечения трубы в эллиптическое). Также существуют дефекты стенок труб, образовавшиеся при транспортировке труб, сооружении и эксплуатации.

■ утонения стенки трубы на значительной площади; ■ локальные повреждения стенки трубы как единичные, так и групповые; ■ линейно-протяженные дефекты. Утонение стенки трубы на значительной площади обычно вызывается сплошной (равномерной или неравномерной) коррозией трубопровода. Критерием именТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

но такого повреждения является то, что максимальные напряжения в ослабленной зоне не зависят от поверхностных размеров дефекта, а определяются только в зависимости от минимальной толщины стенки в зоне утонения. Локальное повреждение стенки трубы – это дефект стенки с присущими величинами, сопоставимыми с ее толщиной (но не более 5 толщин). К этим повреждениям относится питтинговая коррозия, каверны различного происхождения, забоины. Линейно-протяженные дефекты – относительно длинные поверхностные повреждения стенок труб, у которых один размер – длина во много раз превышает два других – ширину и глубину. К линейнопротяженным дефектам относятся: ■ царапины (дефект, поперечное сечение которого имеет треугольную или трапецевидную форму малой ширины); ■ задиры (отличается от царапины несколько большей шириной и зазубренными краями). Линейно-протяженные дефекты дополнительно характеризуются углом между направлением дефекта и образующей трубопровода. Чем этот угол меньше, тем опаснее дефект. Значительное количество дефектов возникает при нарушении требований в части конструктивного исполнения и прокладки трубопроводов. Часто причиной дефектов является неисправное состояние опор и подвесок трубопроводов, в результате чего возникает формационнокоррозионные дефекты. Чаще всего возникают повреждения в связи с возникновением коррозии. Уменьшается толщина стенок, образуются участки перенапряжений. Коррозионные дефектные области имеют сложную геометрию. Вблизи очага коррозии как в плане, так и по толщине трубопровода возникают зоны с неоднородностью механических характеристик. При достижении некоторых размеров эти дефекты могут привести к катастрофическому разрушению трубопровода. Кроме того, при эксплуатации трубопроводов часто возникают дефекты сварных соединений. Напряжение и неоднородная структура сварного соединения приводит к ускорению коррозионных процессов, инициированию хрупких разрушений. При проверке сварных соединений необходимо уделить особое внимание на трещиноподобные дефекты. Часто встречаются нарушения, связанные с недопустимым расположением сварных швов неправильным способом исполнения сварного соединения или наплавки, неправильная подготовка и сборка кромок детали.

147

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

О совершенствовании системы страхования

гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте Сергей ДЕМИН, начальник экспертного отдела ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Сергей ГАЛКИН, эксперт ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Виктор ГРЕЧИШКИН, руководитель отдела ЭПБ ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва)

В данной статье рассматриваются возможности улучшения существующей системы страхования гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте. Ключевые слова: страхование гражданской ответственности, риск аварий

В

соответствии с Федеральным законом от 27 июля 2010 года № 225-ФЗ в редакции от 04 ноября 2014 года «Об обязательном страховании гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте» предусмотрено введение коэффициентов, снижающих страховую премию в зависимости от оценки соответствия промышленной безопасности на опасном производственном объекте к предупреждению и локализации ЧС. До страхования опасного производственного объекта владелец не имеет права начинать его эксплуатацию. В соответствии с Федеральным законом № 225-ФЗ «Авария на опасном объекте – повреждение или разрушение сооружений, технических устройств, применяемых на опасном объекте, взрыв, выброс опасных веществ, отказ или повреждение технических устройств, отклонение от режима технологического процесса, сброс воды из водохранилища, жидких отходов промышленных и сельскохозяйственных организаций, которые возникли при эксплуатации опасного объекта и повлекли причинение вреда потерпевшим». Владельцем опасного объекта, в соответствии с Федеральным законом, считается юридическое лицо или индивидуальный предприниматель, владеющие опасным объектом на праве собственности, праве хозяйственного ведения или праве оперативного управления либо на ином законном основа-

148

нии и осуществляющие эксплуатацию опасного объекта К опасным объектам при этом относятся: 1) опасные производственные объекты, подлежащие регистрации в государственном реестре в соответствии с законодательством Российской Федерации о промышленной безопасности опасных производственных объектов; 2) гидротехнические сооружения, подлежащие внесению в Российский регистр гидротехнических сооружений в соответствии с законодательством Российской Федерации о безопасности гидротехнических сооружений; 3) автозаправочные станции жидкого моторного топлива; 4) лифты, подъемные платформы для инвалидов, эскалаторы (за исключением эскалаторов в метрополитенах). Таким образом, это предусматривает проведение экспертной оценки на ОПО. Однако порядок экспертной оценки законом не предусмотрен. Основные условия страхования: 1. По каждому страховому случаю в рамках одного договора страхования может быть произведена выплата размером равным страховой сумме.

2. Страховые тарифы от 0,02% до 4,94%.

3. Обязанность страхования лежит на владельце опасного объекта.

4. В рамках страхования покрывается вред работникам опасного объекта.

5. Законом зафиксирована сумма выплаты в 2 млн. рублей на каждого по-

терпевшего на случай смерти в результате аварии.

6. Нанесение вреда экологии и окружающей среде не входит в покрытие.

7. Тарифы, размеры страховых сумм, правила страхования, типовые документы по страхованию ОПО утверждены Правительством Российской Федерации.

8. Договор страхования опасных объектов в рамках 225-ФЗ заключается только со страховой компанией, имеющей членство в Национальном союзе страховщиков ответственности (НССО).

9. У всех страховых компаний, участвующих в страховании опасных объектов, одинаковые тарифы.

10. Договор страхования заключается на едином, специально разработанном бланке с защитой от подделки. Однако, 225-ФЗ имеет и недостатки, в частности, касающиеся определения уровня опасности. Так как страховые компании не имеют в своем составе квалифицированного персонала, способного оценить уровень промышленной безопасности объекта, 225-ФЗ не оказывает влияния на снижение риска аварий и повышение уровня промышленной безопасности ОПО. Несмотря на осуществление на предприятиях мер по внедрению системы защиты, современных средств контроля, регулирования, автоматизации процессов, предприятия вынуждены оплачивать крупные страховые премии страховым компаниям. Для повышения ответственности владельцев опасных производственных объектов и, соответственно, повышения уровня промышленной безопасности, требуется пересмотреть основные положения действующей системы и внести соответствующие изменения в действующие нормативные правовые документы. Литература 1. Федеральный закон от 27 июля 2010 года № 225-ФЗ в редакции от 4 ноября 2014 года «Об обязательном страховании гражданской ответственности владельца опасного объекта за причинение вреда в результате аварии на опасном объекте».

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

О совершенствовании системы классификации ОПО Сергей ДЕМИН, начальник экспертного отдела ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Сергей ГАЛКИН, эксперт ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Виктор ГРЕЧИШКИН, руководитель отдела ЭПБ ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва)

В данной статье приведены предложения по улучшению системы классификации опасных производственных объектов. Ключевые слова: опасные производственные объекты, классификация

Ф

едеральным законом от 21 июля 1997 года 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» предусмотрено 4 класса опасности ОПО: I класс опасности – опасные производственные объекты чрезвычайно высокой опасности; II класс опасности – опасные производственные объекты высокой опасности; III класс опасности – опасные производственные объекты средней опасности; IV класс опасности – опасные производственные объекты низкой опасности. Присвоение класса опасности опасному производственному объекту осуществляется при его регистрации в государственном реестре. Ответственность за полноту и достоверность сведений, представленных для регистрации, несет владелец объекта (руководитель организации, эксплуатирующей объект). При этом распределение по классам осуществляется, исходя из количества опасного вещества, которое одновременно может находиться на объекте в соответствии с приложением 1 и 2 116-ФЗ. Данная система нецелесообразна, так как многие объекты, несмотря на количество опасных веществ, не представляют реальную угрозу для населения и производственного персонала. И в то же время большое количество объектов даже имеющих незначительное количество вещества представляют серьезную угрозу в случае возникновения аварии. Например, II класс опасности назначен для опасных производственных объектов,

предназначенных для транспортировки природного газа под давлением свыше 1,2 мегапаскаля или сжиженного углеводородного газа под давлением свыше 1,6 мегапаскаля и для объектов, на которых ведутся открытые горные работы, объем разработки горной массы которых составляет 1 миллион кубических метров в год и более, для объектов переработки угля (горючих сланцев). Однако, трубопроводы для транспортировки природного газа представляют большую опасность, так как при эксплуатации трубопровода возникает намного большее количество самых на первый взгляд незначительных факторов, которые могут привести к возникновению дефекта и, соответственно, аварии. Таким образом, предусмотренная 116ФЗ система классификации ОПО требует привлечения больших средств на осуществление мероприятий в области безопасности, предусмотренных правилами и нормами на объектах, не представляющих реальную угрозу в случае аварии.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Более эффективной является классификация объектов по риску возникновения аварии или классификация по возможному ущербу. Для введения такой классификации понадобится предварительная работа – во-первых, проведение оценки риска для каждого типа опасного производственного объекта, во-вторых – расчет возможного ущерба. Также потребуется разработка соответствующих методик оценки риска и возможного ущерба и внедрение их на государственном уровне, чтобы каждый владелец опасного производственного объекта мог провести на своем объекте указанные оценки. После потребуется проведение анализа результатов оценки риска, по итогам которого будет возможно назначение классов опасности согласно новой классификации. Также необходимо будет провести работу по обсуждению классификации экспертным сообществом и после внесения предложений и замечаний направить предлагаемые изменения к Федеральному закону от 21 июля 1997 года 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» в соответствующие федеральные органы власти. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

149

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Регулирование промышленной безопасности Сергей ДЕМИН, начальник экспертного отдела ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Сергей ГАЛКИН, эксперт ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Виктор ГРЕЧИШКИН, руководитель отдела ЭПБ ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва)

В данной статье рассматриваются основные вопросы по регулированию промышленной безопасности в России. Ключевые слова: промышленная безопасность.

Б

езопасность создаваемых, реконструированных и эксплуатируемых производств (по некоторым данным до 50%), определяется как отсутствие недопустимого риска. Таким образом, произошел переход от требования достижения абсолютной безопасности любой ценой к обеспечению достаточной безопасности с учетом ограничений реальных экономических и технических условий. Это потребовало изменений всей системы управления безопасностью, принципов формирования законодательства (нормативной базы) и системы надзора за безопасностью объектов. Существующая система стандартизации в области промышленной безопасности недостаточно эффективна по следующим причинам: 1. Существуют противоречия между пунктами правил как внутри отдельных нормативных документов, так и между требованиями различных нормативных документов.

2. Многие требования безопасности либо всегда, либо при конкретном применении не влияют, или практически не влияют на безопасность системы.

3. Существуют требования, реализация которых либо всегда, либо при конкретном применении повышает опасность системы.

4. Применение всех требований безопасности для конкретного объекта, регламентированных различными нормативными документами, часто бывают избыточными по сравнению с минимально необходимым набором требо-

150

ваний для обеспечения допустимого риска.

5. Отсутствует система (концепция системы) формирования нормативной базы, обеспечивающей создание минимального набора стандартных решений для объектов применений необходимых для того, чтобы риск был меньше допустимого риска. Принятое изменение в 116-ФЗ, допускающее отступление от требований правил промышленной безопасности объекта, позволяет уменьшить негативные последствия приведенных выше недостатков системы нормативных документов в области промышленной безопасности с несколькими условиями: 1. Необходимо обосновывать каждое выявленное в процессе аудита отступление требований от правил с разработкой компенсирующих мероприятий даже в тех случаях, когда требование не влияет на риск или является избыточным. Более логично определить безопасность (отсутствие недопустимого риска) всей технологической системы с теми проектными решениями и при условиях эксплуатации, которые предполагаются в новом производстве и/или которые реализованы в действующем производстве. Российская Федерация осуществила введение в действие международные стандарты по управлению риском технологических систем и стандартов для определения минимального набора систем, выполняющих функции безопасности, необходимого для обеспечения допустимого риска технологических систем (серия

стандартов системы менеджмента риска ГОСТ Р 51901, ГОСТ Р МЭК 61508 и ГОСТ Р МЭК 61511.) Эти стандарты определяют процедуры и технологию (а не методики) анализа и управления риском.

2. Существует концептуально разный подход для обоснования безопасности одного и того же производственного объекта: А) Пожарная безопасность производственного объекта обеспечивается требованиями технического регламента (123ФЗ) в соответствии с принципами технического регулирования (184-ФЗ). Закон 123-ФЗ установил уровни допустимого риска и определил свод правил и стандартов добровольного применения, содержащий минимальный набор решений, необходимых для того, чтобы риск был меньше допустимого риска. Определен порядок оценки соответствия производственного объекта обязательным требованиям закона 123-ФЗ включающий оценку пожарного риска. Оценка пожарного риска является обязательной, если не применяются стандарты и свод правил добровольного применения. Для оценки риска утверждена методика, имеющая много недостатков и ошибок, но скрупулезного применения которой, независимо от того, правильный или неправильный результат требует Госэкспертиза, ссылаясь на то, что она утверждена МЧС. Б) При строительстве новых объектов Госстрой определил порядок отступления от требования правил (не только правил промышленной безопасности) разработки на стадии проектирования «СТУ». Хотя СТУ, определяя решения, обеспечивающие безопасность объекта, допускают их выбор на основании анализа и оценки риска, порядок применения такого анализа не определен и по этой и ряду других причин практически не применяется. В) Изменения в 116-ФЗ определяют порядок отступления от правил ПБ на основании обоснования безопасности, в том числе с использованием анализа опасности и оценки риска, но не системы в целом, а для обоснования невыполнения отдельного пункта правил. Различие в подходах к обоснованию безопасности приводит к неопределенности уже на стадии проектирования, с чем столкнулась, и начала возражать Госэкспертиза.

Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Совершенствование системы аттестации экспертов и лицензирование экспертной деятельности Сергей ДЕМИН, начальник экспертного отдела ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Сергей ГАЛКИН, эксперт ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва) Виктор ГРЕЧИШКИН, руководитель отдела ЭПБ ООО НТЦ «Феникс» (г. Москва)

В данной статье рассматриваются основные вопросы по регулированию промышленной безопасности в России. Ключевые слова: аттестация экспертов, деятельность в сфере экспертизы промышленной безопасности.

П

ри проведении экспертизы ПБ важное значение имеют многие факторы (от подготовки и расположения объекта до инструментального оснащения). Однако главным среди них является квалификация эксперта, проводящего экспертизу, в частности, его знания, навыки, компетенция, ответственность и объективность. В соответствии с Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» [1], существуют три категории экспертов, к каждой из которых предъявляются свои требования: «9. Эксперт первой категории должен соответствовать следующим требованиям: 1) иметь высшее образование; 2) иметь стаж работы не менее 10 лет по специальности, соответствующей его области (областям) аттестации; 3) обладать знаниями нормативных правовых актов Российской Федерации в области промышленной безопасности, используемых средств измерений и оборудования, а также методов технического диагностирования, неразрушающего и разрушающего контроля технических устройств, обследования зданий и сооружений; 4) иметь опыт проведения не менее 15 экспертиз промышленной безопасности; 5) являться автором не менее 10 публикаций в области промышленной безопасности, размещенных в периодических изданиях (данное требование не относится к экспертам, имеющим ученую степень).

9.1. Эксперт второй категории должен соответствовать следующим требованиям:

1) иметь высшее образование; 2) иметь стаж работы не менее 7 лет по специальности, соответствующей его области (областям) аттестации; 3) обладать знаниями нормативных правовых актов Российской Федерации в области промышленной безопасности, используемых средств измерений и оборудования, а также методов технического диагностирования, неразрушающего и разрушающего контроля технических устройств, обследования зданий и сооружений; 4) иметь опыт проведения не менее 10 экспертиз промышленной безопасности; 5) являться автором не менее 10 публикаций в области промышленной безопасности, размещенных в периодических изданиях (данное требование не относится к экспертам, имеющим ученую степень).

9.2. Эксперт третьей категории должен соответствовать следующим требованиям: 1) иметь высшее образование; 2) иметь стаж работы не менее 5 лет по специальности, соответствующей его области (областям) аттестации; 3) обладать знаниями нормативных правовых актов Российской Федерации в области промышленной безопасности, используемых средств измерений и оборудования, а также методов технического диагностирования, неразрушающего и разрушающего контроля технических устройств, обследования зданий и сооружений; 4) являться автором не менее 5 публикаций в области промышленной безопасности, размещенных в периодических изданиях (данное требование не относится к экспертам, имеющим ученую степень)». ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Также в Федеральных нормах и правилах для обеспечения беспристрастности эксперта установлено, что эксперту «запрещается участвовать в проведении экспертизы в отношении опасных производственных объектов, принадлежащих на праве собственности или ином законном основании организации, в трудовых отношениях с которой он состоит. Эксперт, которому известны обстоятельства, препятствующие его привлечению к проведению экспертизы либо не позволяющие ему соблюдать принципы ее проведения, установленные пунктом 13 настоящих Правил, не может участвовать в проведении экспертизы». Однако для того, чтобы эксперт соответствовал всем требованиям, приведенным в Федеральных нормах и правилах, и, кроме того, обеспечивал объективную и квалифицированную оценку, необходимо грамотно организовать систему подготовки и аттестации экспертов. В настоящий момент система аттестации имеет следующие недостатки: 1. Количество экзаменационных вопросов по аттестации экспертов подготовлено неквалифицированно, значительная часть вопросов не имеет конкретных ответов. В результате подготовку экспертов к аттестации начали проводить организации, не имеющие необходимого опыта в осуществлении экспертной деятельности.

2. Экзаменационные вопросы не распределены по конкретным областям аттестации.

3. Неоправданно расширены области аттестации экспертов. Необходима доработка экзаменационных вопросов, внесение изменений в принятые нормативно-правовые документы в области ПБ, поскольку серьезные недостатки в организации аттестации экспертов могут привести к снижению уровня промышленной безопасности и возникновению крупномасштабных аварий. Литература 1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538).

151

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Методика технического диагностирования системы электрохимической защиты Алексей ДЕСЯТНИКОВ, эксперт ООО «ЭДЦ «Усть-Лабинский» Максим ПОПОВ, эксперт ООО «ЭДЦ «Усть-Лабинский»

Данная статья описывает метод проведения технического диагностирования систем электрохимической защиты и расчета остаточного ресурса. Ключевые слова: электрохимическая защита, техническое диагностирование, суммарный потенциал.

С

огласно нормативным документам в области промышленной безопасности, принятым в последние годы, при эксплуатации сетей газораспределения должно проводиться диагностирование технических устройств, к которым также относятся установки электрохимической защиты подземных газопроводов. В связи с отсутствием официальной методики проведения диагностирования установок ЭХЗ для проведения технического диагностирования систем электрохимической защиты и расчета остаточного ресурса, специалистами экспертной организации ЭДЦ «Усть-Лабинский» разработана и опробована на действующих СКЗ и подземных газопроводах «Методика технического диагностирования системы электрохимической защиты», которая рассматривается в данной статье. Задачи электрохимической защиты на действующих стальных трубопроводах заключаются в том, чтобы суммарные потенциалы Рсум, включающие поляризационную и омическую составляющие, находились в пределах от минус 0,9 до минус 2,5 В по медносульфатному электроду сравнения для трубопроводов с мастичным и ленточным покрытиями и в пределах от минус 0,9 до минус 3,5 В – для трубопроводов с покрытием на основе экструдированного полиэтилена. Также необходимо обеспечить отсутствие на сооружении анодных и знакопеременных зон. Техническое диагностирование включает три этапа: 1) анализ документации; 2) проведение замеров; 3) обработка результатов и расчет остаточного срока службы.

152

Анализ документации – изучение проектной, строительной и эксплуатационной документации. Основные цели – определение проектной зоны действия СКЗ, сбор сведений о замерах потенциалов на газопроводах в зоне действия СКЗ. Проведение замеров – замеры параметров СКЗ, замеры на КИП и других доступных для замеров объектах на газопроводах, определение расстояния от КИП до СКЗ. При отсутствии измерительных пун-

ктов рекомендуется открывать шурфы для замеров суммарных потенциалов. Обработка результатов заключается в составлении графика, где ось Х – удаленность КИП от СКЗ, ось Y – суммарный потенциал. Горизонтальная линия – 0,9 В (линия Рmin) – минимальный потенциал, характеризующий критическую норму, показатели ниже которой свидетельствуют о неудовлетворительной работе СКЗ. Площадь между линией, характеризующей СКЗ на начало пуска Рскз0 – Рна(Рпуск), является эквиваленграницезоныдействия том срока эксплуатации СКЗ. Остаточный срок службы системы ЭХЗ рассчитывается по формуле: Тост =

(∫Рфакт – ∫Рmin)∙ФСС

∫Рпуск – ∫Рфакт

,

где ∫ Рфакт – фактически измеренные значения суммарного потенциала на газопроводах;

В связи с отсутствием официальной методики проведения диагностирования установок ЭХЗ для проведения технического диагностирования систем электрохимической защиты и расчета остаточного ресурса, специалистами экспертной организации ЭДЦ «Усть-Лабинский» разработана и опробована на действующих СКЗ и подземных газопроводах «Методика технического диагностирования системы электрохимической защиты» Рис. 1. Схема системы ЭХЗ

С З 27

28 1

22 3 4

Ю

25 24 23

26

2СКЗ-1

В

18

17

16

19 20 21 5

15 14

6

13

8

7

12

9

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

10

11 СКЗ-2

Таблица 1 № замера

Р, Вольт

L, от СКЗ 1

L, от СКЗ 2

1

1,59

270

3602

2

1,52

0 (СКЗ 1)

3332

3

1,55

148

3184

4

1,34

1230

2102

5

1,18

1817

1515

6

1,39

2072

1260

7

1,52

2254

1078

8

1,57

2663

669

9

1,6

2948

384

10

1,79

3146

186

11

2,09

3332

0 (СКЗ 2)

12

1,31

3052

958

13

1,31

3253

1159

14

1,25

3579

1485

15

1,6

4254

1834

16

1,15

4434

2014

17

1,12

4808

3288

18

1,1

5168

2748

19

1,11

5223

2803

20

1,02

5387

2967

21

1,15

5546

3126

22

1,08

5792

3372

23

1,12

5337

2917

24

1,12

5466

3046

25

1

5736

3316

26

1,09

5970

3550

27

1,12

5720

3300

28

1,14

6746

4326

Рис. 2. Графики с результатами замеров U, v

относительно СКЗ 1 7

– 2,3

11 10

– 1,59 3 1

8 4

5

15

9

6 13

14

16

17

12 19 2324 21 25 26

– 0,9

18 20 2722 U, v – 2,3 – 2,09

28

Т, м

относительно СКЗ 2 10

9

8 12

7

13

15 6

16 4

14 5

– 0,9

3 2 18 2324 27 26 25

1 28

Т, м 11

∫Рmin – минимально допустимый потенциал; ФСС – фактический срок службы СКЗ в годах; ∫Рпуск – суммарный потенциал при вводе в эксплуатацию СКЗ. Разница между суммами потенциалов при пуске и замеренными в ходе диагностирования характеризует использованный ресурс системы ЭХЗ. Разница между суммой потенциалов, замеренных в ходе диагностирования, и минимально допустимым значением, согласно НТД, характеризует остаточный ресурс системы ЭХЗ. Остаточный срок службы системы ЭХЗ определяется из прямой пропорции вышеописанных параметров. Данный метод определения ОСС системы ЭХЗ основан на том, что в ходе эксплуатации наводимый потенциал ослабевает, что приводит к недостаточной защите газопроводов от коррозионных проявлений. Расчет по предлагаемому методу и есть прогнозирование сроков падения наводимого потенциала до недопустимых значений. В случае если система катодной защиты состоит из нескольких СКЗ с пересекающимися зонами действия, замеры следует выполнять при включенных СКЗ. В качестве эксперимента была взята система катодной защиты из двух станций в одной из кубанских станиц. В ходе измерений суммарного потенциала были получены данные, представленные в таблице 1. Графически результаты замеров представлены на рисунке 2. После проведения расчетов были получены следующие результаты: ■ остаточный срок службы СКЗ № 1 – 11,87 года; ■ остаточный срок службы СКЗ № 2 – 12,83 года. «Методика технического диагностирования системы электрохимической защиты» позволяет объективно оценить работоспособность и остаточный ресурс систем ЭХЗ и может быть использована в качестве норматива при проведении экспертизы ПБ. Литература 1. ГОСТ 9.602– 2005 «Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования к защите от коррозии».

2. РД 153-39.4-091-01 «Инструкция по защите городских подземных трубопроводов от коррозии».

3. ГОСТ Р 51164-98 «Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии».

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

19 202117 22

153

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Роль водоподготовки в обеспечении безопасной эксплуатации паровых котлов УДК: 621.18-78 Евгений КИМ, заместитель директора по производству ООО «Уренгойконтрольсервис» (г. Новый Уренгой) Вячеслав КАЛИНИН, ведущий инженер отдела ЭПБ ООО «Уренгойконтрольсервис» (г. Новый Уренгой) Игорь РУСИНОВ, ведущий инженер отдела ЭПБ ООО «Уренгойконтрольсервис» (г. Новый Уренгой) Роман ШЕВЧЕНКО, ведущий инженер отдела ЭПБ ООО «Уренгойконтрольсервис» (г. Новый Уренгой) Ян ЯКУБОВСКИЙ, ведущий инженер отдела ЭПБ ООО «Уренгойконтрольсервис» (г. Новый Уренгой)

В данной статье рассмотрены вопросы обеспечения промышленной безопасности паровых котлов и роль водоподготовки в этом вопросе. Проанализированы основные функции водоподготовки в безопасной эксплуатации энергетического оборудования. Разработка современных нормативно-технических документов по водоподготовке позволит существенно повысить уровень промышленной безопасности при их эксплуатации. Ключевые слова: водоподготовка, безопасная эксплуатация, паровые котлы.

О

беспечение безопасности опасных производственных объектов является основной задачей, регламентируемой в соответствии с ФЗ116 [1]. Паровые котлы являются поднадзорными объектами Ростехнадзора. Среди широкого спектра мероприятий по обеспечению промышленной безопасности теплоэнергетического оборудования можно выделить водоподготовку как метод, позволяющий повысить безопасную эксплуатацию паровых котлов. В промышленности и энергетике важно, чтобы обеспечивалась бесперебойная эксплуатация таких котлов, что реализуется за счет правильной подготовки воды перед ее использованием в котле. Паровые котлы представляют собой

154

котлы, которые предназначены для получения перегретого водяного пара или насыщенного водяного пара. По назначению подразделяют следующие виды паровых котлов: ■ промышленные паровые котлы. Котлы, которые генерируют пар для технологических нужд; ■ энергетические паровые котлы. Котлы, которые генерируют пар для последующего использования в паровых турбинах; ■ котлы-утилизаторы. Котлы, которые используют вторичные тепловые ресурсы для генерации пара. Водоподготовка позволяет избежать основных проблем, характерных для теплового оборудования, – появления кор-

розии и образования накипи на теплообменных поверхностях паровых котлов. Накипь вызывает появление дополнительного термического сопротивления на стенке, что может приводить к локальным перегревам и избыточному тепловому напряжению на этих участках. Металл на таких участках будет в большей степени подвержен появлению дефектов, а также влиянию интенсивной коррозии. Оба этих фактора негативно влияют на безопасную эксплуатацию паровых котлов, а также снижают остаточный срок их службы. Помимо безопасной эксплуатации, недостаточно высокое качество воды также снижает КПД котла, поэтому водоподготовка важна для улучшения его технологических характеристик. Питательная вода может активно вызывать коррозию паровых котлов, благодаря влиянию целого ряда факторов: ■ высокая щелочность воды. Использование воды с высокой щелочностью может приводить к щелочной коррозии металла. Также данная причина может способствовать возникновению трещин в местах вальцования труб. Низкое значение щелочности также ускоряет коррозию металла, поэтому стараются поддерживать водородный показатель на определенном уровне. Например, для котлов-утилизаторов и энерготехнологических котлов с рабочим давлением пара не выше 5 МПа рН должен составлять не ниже 8,5; ■ высокое содержание растворенных газов. Растворенные в воде кислород, углекислый газ и другие газы могут вызывать целый спектр различных форм коррозии, которые снижают механическую прочность металла. Кроме того, содержание растворенных газов негативно влияет на эффективность теплообмена.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

■ содержание металлов. Металлы, находящиеся в коллоидном виде в воде, активно осаждаются на поверхностях нагрева и формируют накипь. Продлевая срок службы паровых котлов за счет правильной реализации водоподготовки, эксплуатирующая организация часто решает экономическую проблему, повысив межремонтный интервал, хотя, несомненно, промышленная безопасность имеет первостепенное значение. Кратко рассмотрим основной цикл водоподготовки. После стадии механической фильтрации питательная вода подвергается химической очистке и умягчению. На этой стадии значительно снижается количество примесей органических веществ, солей жесткости, взвешенных частиц в воде. Это реализуется за счет добавления ряда химических реагентов, которые обладают осадочными свойствами, после чего выпавший осадок отделяется от воды механически. Следующим этапом водоподготовки является осветление, в результате чего проводится ее очистка от механических примесей и проведение ионного обмена на катионитах и анионитах. Основным показателем, снижения которого стремятся добиться, является общее содержание примесей. Наиболее важным этапом является химическое умягчение воды, которое заключается в ее очистке от солей жесткости. Правильное проведеное умягчение существенно снижает нагрузку на ионообменные фильтры, что сокращает объем стоков и расход реагентов. Также

важен этап деаэрации, который удаляет газы, содержащиеся в воде. Требования к качеству питательной воды паровых котлов отражены в РД 10-16597 [2]. Данные требования применяются для котлов с многократной и естественной циркуляцией и производительностью по пару 0,7 т/ч и выше. При эксплуатации паровых газотрубных котлов нормируются три основных показателя: ■ общая жесткость, мкг•экв/кг; ■ прозрачность по шрифту, см; ■ содержание растворенного кислорода, мкг/кг. Такие показатели нормируются по отдельности для котлов на жидком топливе и котлов на других видах топлива. Для котлов на жидком топливе показатели воды должны быть значительно выше. Например, общая жесткость – 30 мкг•экв/кг, а количество растворенного кислорода – 50 мкг/кг. Для чугунных котлов и котлов без экономайзеров допустимая величина последнего показателя составляет от 100 мкг/кг и выше. К водотрубным котлам с естественной циркуляцией (включая котлы-бойлеры) применяют несколько другие требования, которые зависят от рабочего давления (верхний предел рабочего давления – 4 МПа). Существует тенденция к повышению требований к питательной воде при повышении рабочего давления: с ростом рабочего давления снижается показатель требуемой общей жесткости, растворенного кислорода и содержания неф­ тепродуктов. Рост рабочего давления котлов также устанавливает более жесткие требования к рН воды. Также эффективным организационным ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

мероприятием является осуществление аналитического контроля процесса водоподготовки. Выбор способов обработки воды должен проводиться специализированной организацией. Методика проведения аналитического химического контроля на различных фазах водоподготовки детально изложена в руководящих документах [2]. Стоит предположить, что в будущем будет более активно внедряться система автоматического управления процессом водоподготовки, что позволит более эффективно решать не только технологическую задачу получения пара, но и повысить безопасность энергетического оборудования. Таким образом, водоподготовка является одним из эффективных инструментов обеспечении безопасной эксплуатации паровых котлов. Однако в настоящее время существует некоторый недостаток современных актуальных требований безопасной эксплуатации паровых котлов в части водоподготовки и водно-химического режима. Разработка современных нормативно-технических документов в данном направлении позволит существенно повысить уровень промышленной безопасности при эксплуатации паровых котлов и увеличит срок их службы. Литература 1. Федеральный закон РФ от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. РД 10-165-97 «Методические указания по надзору за водно-химическим режимом паровых и водогрейных котлов».

155

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Техническое диагностирование магистральных трубопроводов УДК: 622.692.4:620.197.5 Евгений КИМ, заместитель директора по производству ООО «Уренгойконтрольсервис» (г. Новый Уренгой) Вячеслав КАЛИНИН, ведущий инженер отдела ЭПБ ООО «Уренгойконтрольсервис» (г. Новый Уренгой) Игорь РУСИНОВ, ведущий инженер отдела ЭПБ ООО «Уренгойконтрольсервис» (г. Новый Уренгой) Роман ШЕВЧЕНКО, ведущий инженер отдела ЭПБ ООО «Уренгойконтрольсервис» (г. Новый Уренгой) Ян ЯКУБОВСКИЙ, ведущий инженер отдела ЭПБ ООО «Уренгойконтрольсервис» (г. Новый Уренгой)

В данной статье рассмотрены вопросы технического диагностирования опасных производственных объектов магистральных трубопроводов. Приведены основные мероприятия, которые проводятся в рамках проведения диагностирования. Техническое диагностирование представляет собой важный комплекс мероприятий по оценке технического состояния опасных производственных объектов магистральных трубопроводов. Существует большой недостаток в актуальных документах, регламентирующих проведение технического диагностирования таких объектов, которые должны быть модернизированы в ближайшее время. Ключевые слова: трубопроводы, безопасная эксплуатация, диагностирование.

Г

азовая промышленность является одной из ведущих отраслей в России и представляет собой целый технологический комплекс. В такой комплекс входят и магистральные трубопроводы. Обеспечение безопасной эксплуатации магистральных трубопроводов является важной задачей, которая регулируется на государственном уровне. В общем виде требования промышленной безопасности магистральных трубопроводов регламентируются ФЗ-116 [1]. Однако существуют и специфические документы для данных объектов. Требования к безопасности опасных производственных объектов маги-

156

стральных трубопроводов регламентируются Федеральными нормами и правилами «Правила безопасности для опасных производственных объектов магистральных трубопроводов» [2]. Магистральные трубопроводы подвергаются ряду воздействий, которые влияют на их безопасную эксплуатацию: ■ воздействие стихийных природных явлений; ■ нарушение технологий ремонта и строительства; ■ несанкционированное вмешательство человека; ■ воздействие грунта, транспортируемой среды и других фактов.

Техническое диагностирование является основным элементом обеспечения промышленной безопасности магистральных трубопроводов, и именно это мероприятие во многом способствует ее достижению. Условно можно разделить техническое диагностирование на периодическое техническое диагностирование и техническое диагностирование в рамках проведения экспертизы промышленной безопасности. Периодическое диагностирование играет достаточно весомую роль в обнаружении проблемных дефектов, повреждений и оценке фактического технического состояния опасных производственных объектов магистральных трубопроводов. Реже проводят второй тип диагностирования, но объем работ и их значимость несколько выше. Периодическое техническое диагностирование опасных производственных объектов магистральных трубопроводов проводится в следующих случаях: ■ определение их технического состояния; ■ определение возможности их дальнейшей безопасной эксплуатации; ■ определение допустимой величины давления, при которой эксплуатацию объектов можно считать безопасной; ■ перед проведением ремонта, для которого необходима точная локализация мест выполнения; ■ для продления сроков службы объектов; ■ при появлении необходимости перехода на технологический режим с понижением параметров эксплуатации. Методы и сроки проведения диагностирования устанавливают на основании предварительного анализа технического состояния опасных производственных объектов магистральных трубопроводов. Также для определения методов диагностирования используется информация о сроке службы трубопроводов, которая указана в технической документации. Одним из наиболее важных результатов диагностирования является значение рабочего давления, на котором разрешено эксплуатировать объекты магистральных трубопроводов. Величина рабочего давления определяется исходя из ультразвукового контроля толщины стенок трубопроводов с учетом их износа, на основании условия прочности. При этом основным документом, который регламентирует это давление, является формуляр подтверждения безо­пасной величины разрешенного давления. Оформление такого формуляра проводят до начала пуска в эксплу-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

атацию объектов магистральных трубопроводов. Также вышеуказанный формуляр оформляют в следующих случаях: ■ для объектов, которые вводятся в эксплуатацию по завершении реконструкции или строительства; ■ для действующих объектов, на которых величина разрешенного рабочего давления была изменена; ■ для действующих объектов, на которых проводили ремонтные или аварийновосстановительные работы и рабочее давление снизилось на величину выше 20%. Техническое диагностирование опасных производственных объектов магистральных трубопроводов должно предусматривать нижеприведенные работы: ■ дефектоскопия трубопроводов с внешней стороны. Проводится измерение толщины стенки трубопроводов, выявление коррозионных дефектов, измерение перемещений и деформаций в трубопроводах и другие виды работ; ■ дефектоскопия трубопроводов с внутренней стороны с использованием внутритрубной диагностики. Для проведения внутритрубной диагностики используют магнитную и ультразвуковую дефектоскопию. Данный метод является очень эффективным, однако до сих пор существует проблема обеспечения равномерности перемещения дефектоскопа по трубопроводу. В число основных дефектов, которые контролируют при внутритрубной дефектоскопии, относятся коррозионные и механические повреждения трубопроводов. Именно этот вид дефектоскопии отличает данные объекты от остальных, в которых зачастую проведение внутренней диагностики затруднено. Также важно проведение внутритрубного диагностирования трубопроводов, которое заключается в определении дефектов геометрии, трещиноподобных дефектов и дефектов типа потери металла. Именно такой спектр дефектов позволяет дать актуальную информацию для оценки остаточного ресурса трубопроводов и обеспечения безопасности их эксплуатации. Перечисленные работы не являются исчерпывающими, но современные методы диагностирования обладают широким рядом преимуществ: ■ позволяют исключать пневматические и гидравлические испытания трубопроводов с использованием повышенного давления; ■ возможность определения дефектов на стадии их зарождения;

■ возможность проводить неразрушающий контроль без нарушения технологического режима эксплуатации трубопроводов. Таким образом, техническое диагностирование представляет собой расширенный комплекс мероприятий по оценке технического состояния опасных производственных объектов магистральных трубопроводов. Следует отметить, что существует большой недостаток в актуальных документах, регламентирующих проведение технического диагностирования таких объектов. Сегодня такая проблема решается разработкой внутренних стандартов организаций, но это не является решением – должны быть разработаны единые гарТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

монизированные нормативные документы. Существующие в настоящий момент Федеральные нормы и правила имеют достаточно размытые и общие формулировки, поэтому существует необходимость разработки новой нормативнотехнической документации. Литература 1. Федеральный закон РФ от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности для опасных производственных объектов магистральных трубопроводов».

157

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Техническое диагностирование теплообменников в химической промышленности УДК: 66.045.1 Евгений КИМ, заместитель директора по производству ООО «Уренгойконтрольсервис» (г. Новый Уренгой) Вячеслав КАЛИНИН, ведущий инженер отдела ЭПБ ООО «Уренгойконтрольсервис» (г. Новый Уренгой) Игорь РУСИНОВ, ведущий инженер отдела ЭПБ ООО «Уренгойконтрольсервис» (г. Новый Уренгой) Роман ШЕВЧЕНКО, ведущий инженер отдела ЭПБ ООО «Уренгойконтрольсервис» (г. Новый Уренгой) Ян ЯКУБОВСКИЙ, ведущий инженер отдела ЭПБ ООО «Уренгойконтрольсервис» (г. Новый Уренгой)

В настоящей статье рассматриваются вопросы безопасной эксплуатации теплообменных аппаратов в химической промышленности. Рассмотрены основные аспекты обеспечения безопасной эксплуатации теплообменников. Таким образом, обеспечение безопасной эксплуатации теплообменной аппаратуры в химической промышленности является важной задачей, решение которой должно быть найдено в ближайшее время как в нормативном, так и в организационно-техническом направлении. Ключевые слова: теплообменные аппараты, промышленная безопасность, химическая промышленность.

Х

имическая промышленность – это отрасль, в которой используется значительное количество теплообменного оборудования. Теплообменные аппараты наравне с химическими реакторами представляют собой основу практически любого химикотехнологического процесса, и обеспечение их безопасной эксплуатации является очень важным аспектом. Обеспечение безопасной эксплуатации опасных производственных объектов хи-

158

мической промышленности регламентируется ФЗ-116 [1], однако Федеральный закон устанавливает только некоторые общие требования к ней. Именно поэтому можно установить ряд нормативных проблем, препятствующих безопасной эксплуатации теплообменных аппаратов. Существуют проблемы, связанные с отнесением теплообменных аппаратов к конкретной группе объектов. В частности, большинство из них относятся

к группе сосудов под давлением, и на них распространяется действие Федеральных норм и правил «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» [2]. Для того чтобы теплообменники были отнесены к данной группе, они должны работать под избыточным давлением выше 0,07 МПа: ■ газа, пара; ■ воды, находящейся при температуре выше 115 °С; ■ других жидкостей при температуре, которая выше их температуры кипения при вышеуказанном избыточном давлении. Исходя из таких требований, далеко не все теплообменные аппараты можно отнести к данной группе, к примеру, теплообменники, использующие жидкие теплоносители с низкими температурами. В особенности это может относиться к аппаратам, по которым циркулируют два жидких теплоносителя, и каждый из них находится при температуре ниже температуры кипения при избыточном давлении 0,07 МПа. Стоит также отметить, что учету в Ростехнадзоре не подлежат теплообменники разделения газов и воздухоразделительных установок, которые располагаются внутри теплоизоляционного кожуха. Но большинство теплообменников работают с химически опасными веществами, поэтому установки, в которые они входят, можно отнести к химическим опасным производственным объектам, безопасность которых регламентируется Федеральными нормами и правилами [3]. В соответствии с этим существуют некоторые аспекты безопасной эксплуатации, которые устанавливаются этим документом. В частности, неразрушающий контроль сварных швов должен проводиться в объеме 100%. Рассмотрим некоторые аспекты безо­ пасной эксплуатации теплообменных аппаратов в химической промышленности. Для таких объектов обеспечение промышленной безопасности планируется еще на стадии разработки технологического процесса, под который уже непосредственно подбирается стандартный теплообменный аппарат (чаще всего). Первоначально должны обеспечивать заданные температуры теплоносителей, которые не должны допускать их разложения и перегрева. Особенно важно соблюдение температурного режима при разработке с высокотемпературными органическими теплоносителями, перегрев которых может существенно приблизить их

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

деградацию, что в дальнейшем снизит эффективность теплообмена. Большую важность имеет контроль коррозионного износа теплообменника. Для контроля трубных пучков теплообменника используются три основных метода: вихретоковый, ультразвуковой методы и магнитная дефектоскопия. Эти методы обладают рядом недостатков, таких как низкая скорость и низкая представительность. В настоящее время внедряются системы контроля теплообменников с использованием метода волноводных крутильных волн, позволяющего достаточно быстро контролировать каждую из трубок, что позволяет более точно идентифицировать дефекты в трубном пучке. Открытым остается вопрос контроля состояния трубок теплообменников, изготовленных из неметаллических материалов, которые часто используются в высокотемпературных процессах и процессах с использованием агрессивных сред. Можно перечислить некоторые основные аспекты, которые должны реализовываться для обеспечения безопасной эксплуатации теплообменников: ■ аппараты должны оснащаться устройствами автоматизированного контроля температуры и давления, которые не должны допускать их превышения относительно заданных интервалов; ■ введение периодического контроля и наблюдения за состоянием предохранительных устройств, устройств отвода конденсата, клапанов. Это мероприятие является основным и должно проводиться обслуживающим персоналом

на основании Инструкции по обслуживанию соответствующих аппаратов; ■ проведение периодического контроля целостности теплоизоляции аппаратов (включая тепловизионный контроль); ■ внедрение системы контроля температурных напряжений в кожухотрубных аппаратах. Компенсация температурных напряжений очень важна при работе с большими температурными напорами. Введение периодического осмотра устройств компенсации позволит в значительной степени предотвратить воздействие повышенных температурных напряжений на конструкцию ряда теплообменников; ■ введение периодически проводимых мероприятий по очистке теплообменника от загрязнений; ■ введение контроля давления в аппаратах, работающих под вакуумом. Как правило, величина остаточного давления оказывает сильное влияние на коэффициент теплоотдачи, и несоблюдение этого режима сильно снижает эффективность теплообмена, повышая нагрузку на металл теплообменных элементов; ■ введение системы контроля толщины пленки в испарителях с тонкой пленкой. Колебания расходов теплоносителя (в частности, резкое снижение) при его кипении в тонких пленках способно резко изменить режим теплообмена с повышением коэффициента теплоотдачи на величину до десяти раз. Такие режимы характерны для ряда вакуумных и других органических масел

при их кипении в тонких пленках. Контроль устойчивости такого кипения является важной задачей, поскольку снижение толщины слоя может привести к возникновению интенсивного тепловыделения и повышению тепловой нагрузки на металлическую стенку (вплоть до разрушения); ■ снижение периодичности проведения технического диагностирования и использование новых методов неразрушающего контроля. Сегодня появляются новые виды контроля, которые позволяют эффективно оценить состояние ряда теплообменных аппаратов. Применение таких методов существенно улучшит качество оценки их технического состояния. Одним из недостатков существующей системы обеспечения безопасности химико-технологического оборудования является отсутствие актуальной нормативной базы. Существующее теплообменное оборудование во многом изношено, и большую его долю составляют аппараты, находящиеся в эксплуатации более двух десятков лет. Существует необходимость в разработке современной нормативной базы, которая регламентирует эти вопросы. Кроме того, существует также необходимость разработки требований безопасности теплообменников, изготовленных с применением неметаллических материалов: графит, карбид кремния, силицированный графит. Если контроль металлических теплообменников представляется достаточно несложным, то трудности могут возникнуть в определении дефектов неметаллических элементов теплообменной аппаратуры. Таким образом, обеспечение безопасной эксплуатации теплообменной аппаратуры в химической промышленности является важной задачей, решение которой должно быть найдено в кратчайшие сроки. Литература 1. Федеральный закон РФ от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности химически опасных производственных объектов».

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

159

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Применение магнитоимпульсной дефектоскопии для обследования промысловых трубопроводов при проведении внутритрубной диагностики УДК: 67 Урал КАМАЕВ, директор ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» (г. Октябрьский) Константин ЗАБЕЛИН, заместитель директора ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» Альберт ХАФИЗОВ, эксперт ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» (г. Октябрьский) Альберт ДАВЛЕТБАЕВ, эксперт ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» (г. Октябрьский) Фарид ЯМАЛИЕВ, эксперт ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» (г. Октябрьский)

В статье рассматриваются особенности проведения диагностики трубопроводов акустико-эмиссионным методом. Ключевые слова: дефектоскоп-толщиномер магнитоимпульсный МИД-ПТП.

П

ри внутритрубной диагностике промысловых трубопроводов специалисты ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» используют приборы, снабженные ультразвуковой или магнитной аппаратурой для неразрушающего контроля стенки трубы. Внутритрубный дефектоскоп представляет собой автономный снаряддефектоскоп, движущийся внутри контролируемой трубы под напором перекачиваемого продукта. Снаряд вводится в контролируемый трубопровод через специальную камеру пуска, проходит по трубе, накапливая информацию о ее состоянии в бортовой памяти, а затем извлекается через аналогичную камеру приема. Последующая расшифровка накопленных

данных бортовой памяти позволяет получить информацию по толщине стенки, по расположению дефектов, их угловому положению и позволяет наиболее полно дать оценку технического состояния трубопровода. Недостатками ультразвуковой, магнитной внутритрубной диагностики являются: ■ жесткие требования к геометрии трубопровода: минимально проходимый радиус кривизны трубопровода 1,5 Dн, овальность сечения трубопровода не более 13% от наружного диаметра Dн, минимальное проходное сечение трубы 85% от наружного диаметра Dн; ■ необходимость достаточно большой для промысловых трубопроводов скорости перекачки продукта не менее 0,4 м/с;

■ высокие требования к очистке трубопровода, так, для пропуска магнитного дефектоскопа по трубопроводу Ду100 мм – Ду300 мм посторонних твердых примесей должно быть не более 0,2 литра общей массы, взвешенных – не более 1 литра общей массы. Для достижения такой степени очистки требуется многократный прогон очистных скребков; ■ высокая стоимость обследования, требующая дополнительных вложений, связанных с предварительной подготовкой объекта к диагностированию. Чтоб устранить недостатки предыдущих методов и уменьшить затраты, специалисты ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» считают целесообразным использовать для внутритрубной диагностики промысловых трубопроводов магнитоимпульсный метод, применяемый в геофизике при контроле состояния эксплуатационных колонн. Метод магнитоимпульсной дефектоскопии основан на регистрации электродвижущей силы (ЭДС) в приемной катушке дефектоскопа, наводимой затухающими по времени вихревыми токами стенки трубы. Затухающие пространственнораспределенные вихревые токи в теле трубы образуются после выключения тока намагничивания. Магнитное поле в трубе создается импульсным током генераторной катушки, которая помещена внутрь прибора. Характеристика измеряемого сигнала зависит от толщины стенки трубы, диаме-

Рис. 1. Дефектоскоп-толщиномер магнитоимпульсный МИД-ПТП: 1 – скребок с радиомаяком; 2 – модуль зонда; 3 – модуль электроники; 4 – одометрическая система 1

160

2

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

3

4

200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850

тра трубы, удельной электрической проводимости, магнитной проницаемости металла. Чем больше произведение этих величин, тем медленнее затухают вихревые токи, возникшие в трубе при изменении возбуждающего магнитного поля. Развитие сети трещин, общая коррозия трубопровода приводят к затуханию токов. Увеличение массы металла, например, и ремонтная конструкция также увеличивают время затухания вихревых токов. Для осуществления предлагаемой технологии специалистами ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» совместно со специалистами ЗАО НПФ «ГИТАС» был создан опытный образец: дефектоскоптолщиномер магнитоимпульсный МИДПТП, принцип действия которого основан на применении магнитоимпульсного метода. Дефектоскоп состоит из модулей (рис 1.): скребка с радиомаяком, модуля зонда, модуля электроники и одометрической системы. Скребок с радиомаяком позволяет идентифицировать дефектоскоп во время прохождения его по трубопроводу. Модуль дефектоскопа состоит из встроенного в корпус продольного зонда, а также электронного блока. Одометрическая система, соприкасающаяся со стенкой трубы, фиксирует пройденный путь и местоположение дефектов. Для оценки работы опытного образца дефектоскопа были изготовлены три модели: ■ модель, имитирующая износ стенки трубы (модели трубы с толщиной стенок 4,0 мм, 6,0 мм, 8,0 мм); ■ модель, имитирующая трещины на поверхности трубы (несквозные); ■ модель, имитирующая сквозные трещины. Для обработки данных разработано программное обеспечение DeViz-ПТП. Проведены испытания прибора МИДПТП на моделях, имитирующих дефекты.

Рис. 3. Измерения в модели «трещины на поверхности трубы (несквозные)» дефектоскопом-толщиномером магнитоимпульсным МИД-ПТП

Хвостовик 8 мм 4 мм 6 мм Хвостовик 8 мм

480 560 640 720 800 880 960 1040 1120 1200 1280 1360 1440

На рисунке 2 приведены результаты измерений в модели, имитирующие износ стенки трубы. На рисунке 3 приведены кривые измерения на модели, имитирующей дефекты на внешней поверхности стенки трубы. На рисунке 4 приведено сопоставление результатов для моделей со сквозными и несквозными дефектами. Положительные результаты испытаний на моделях труб позволили нам изготовить опытный образец внутритрубного дефектоскопа-толщиномера магнитоимпульсного МИД-ПТП. Диаметр корпуса дефектоскопатолщиномера магнитоимпульсного МИДПТП составляет нар=100 мм, что позволяет проводить обследование трубопроводов, начиная с диаметра =159 мм до =273 мм. Порядок работы дефектоскопа-толщиномера магнитоимпульсного МИД-ПТП схож с внутритрубной дефектоскопией, но позволяет устранить недостатки, присущие внутритрубной диагностике, то есть не требует обеспечения проходного сечения не менее 85% от наружного диаметра трубы и позволяет осуществлять работу на трубопроводах с парафиносмолистыми отложениями. Габаритные размеры и масса дефектоскопа позволяют транспортировать и осуществлять запасовку дефектоскопа без применения специальной техники, крана. Программное обеспечение, разработанное для дефектоскопа, позволяет проводить интерпретацию результатов на месте, без отправки информации в интерпретационные отделы. Получаемая дефектоскопом – толщиномером магнитоимпульсным МИДПТП информация – это усредненное значение толщины стенки трубопровода на определенном расстоянии (выявление таких дефектов, как «потеря металла» и «трещины»). Данный метод позволит определить ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

290 mm 170 mm 130 mm 120 mm 200 mm 263 mm 300 mm 200 mm 100 mm 50 mm

Рис. 4. Сопоставление результатов измерений для моделей со сквозными и несквозными дефектами дефектоскопом-толщиномером магнитоимпульсным МИД-ПТП L, м

Рис. 2. Измерения в модели «толщины» дефектоскопомтолщиномером магнитоимпульсным МИД-ПТП

480 600

720

840

960 1080

1200

1320

1440

техническое состояние промысловых трубопроводов и возможность дальнейшей их эксплуатации. Дефектоскоп-толщиномер магнитоимпульсный МИД-ПТП может применяться как при проведении технического диагностирования, так и во время эксплуатации промысловых трубопроводов эксплуатирующей организацией. Литература 1. Потапов А.П. Магнитоимпульсная дефектоскопия-толщинометрия нефтегазовых скважин. Научно-технический сборник. Вести газовой науки. 2014. № 4(20), с. 188–195.

2. Теплинский Ю.А. Оценка результатов внутритрубной дефектоскопии. Учебное пособие. Ухта. УГТУ, 2005. 84 с.

161

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Опасность применения отвесов в качестве указателя наклона шасси агрегатов для ремонта скважин УПА-60 УДК: 67 Фарид ЯМАЛИЕВ, эксперт ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» (г. Октябрьский) Альберт ДАВЛЕТБАЕВ, эксперт ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» (г. Октябрьский) Альберт ХАФИЗОВ, эксперт ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» (г. Октябрьский) Евгений ДОБРЫНИН, эксперт ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» (г. Октябрьский) Виктор САВОЧКИН, эксперт ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА»

В статье рассматриваются особенности установки шасси агрегата для ремонта скважин УПА-60 в горизонтальное положение. Ключевые слова: указатель наклона УПА-60.

А

грегаты для ремонта скважин УПА-60 (рисунок 1), допускаемой нагрузкой на крюке 60 тонн, представляют собой самоходные установки, смонтированные на шасси автомобилей типа КрАЗ. Предназначены для вращения бурильной колонны, проведения спуска-подъема из скважины и отворота-заворота буровых труб, насосно-компрессорных труб и насосных штанг в процессе бурения, ремонта неф­ тяных и газовых скважин. Согласно п. 1026 Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности», агрегаты по ремонту скважин грузоподъемностью свыше 40 т должны отвечать дополнительным требованиям. В частности, они должны быть оборудованы приборами и устройствами безопасности. Агрегаты для ремонта скважин УПА60, выпущенные до 1998 года, не полностью оснащены по дополнительному перечню, и в дальнейшем для приведения их в соответствие с требованиями ФНиП проводилось их дооборудование. По результатам приведения агрегата для ремонта скважин УПА-60 в соответствие требованиям необходимо обратить внимание на приборы для контроля установки шасси в горизонтальное положение.

162

Для горизонтальной установки шасси на агрегатах УПА-60, произведенных до 1998 года, в процессе доработки было установлено приспособление – отвес горизонтальной установки. В зависимости от предприятия-установщика, отвес либо крепится сваркой на стойке гидробака, либо устанавливается в виде отдельного приспособления, прикрепленного к раме агрегата в районе гидрораспределителей.

Указанные приспособления представляют из себя простые устройства, в них имеется изначальная погрешность от крепления деталей сваркой, от способа привязки нитки, от механических деформаций, добавляемых в процессе эксплуатации в виде ударов, от которых они не защищены. Поэтому проверка установки горизонтального положения шасси агрегата по отвесу неточно отражает ситуацию. Шасси агрегата при этом монтируется с некой погрешностью самого отвеса. Вследствие этого сила G от веса верхнего оборудования агрегата будет проходить со смещением на погрешность отвеса от центра, образованного точками опор, что может вызвать возникновение боковой силы F (рис. 2). Возможно, шасси агрегата по отвесу будет установлено строго горизонтально. Но необходимость периодического контроля отклонения шасси от горизонтали в процессе эксплуатации остается. Машинист не может определить по отвесу действительные углы накло-

Рис. 1. Агрегат для ремонта скважин УПА-60

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Рис. 2. Схема возникновения боковой силы

F

G

на шасси в продольном и поперечном направлениях. Необходимость тщательной проверки отклонения положения шасси от горизонтали возрастает при проведении работ на устье скважины в весенний период. Плотность оттаиваемого грунта под опорами весной меняется, опоры агрегата при этом могут неравномерно проседать, что может привести к появлению неконтролируемой силы, приложенной к одной из ветровых оттяжек поднятой мачты и внезапному разрушению мачты агрегата даже при отсутствии нагрузки на крюке. Указанные недостатки решены на агрегатах ремонта скважин УПА-60 последних лет выпуска: вместо отвеса на агрегатах установлены пузырьковые указатели крена или электронные креномеры. В настоящее время в промышленности используются агрегаты для ремонта скважин УПА-60, укомплектованные отвесами, позволяющими устанавливать шасси в горизонтальное положение. Для исключения инцидентов и аварийных ситуаций рекомендуем у агрегатов для ремонта скважин УПА-60, оборудованных отвесами, заменить отвесы на пузырьковые или электронные креномеры независимо от продленных сроков эксплуатации агрегата. Литература 1.Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» (утверждены приказом Ростехнадзора от 12 марта 2013 года № 101).

2. УПА-60А.00.00.000 РЭ «Руководство по эксплуатации и инструкция по монтажу и регулированию. Установка подъемная для освоения и ремонта нефтяных и газовых скважин УПА-60А, УПА60А 60/80». ООО «Производственная компания «АНКЕР», Санкт-Петербург, 2014. 68 с.

Практика применения акустикоэмиссионного контроля при диагностике трубопроводов УДК: 67 Михаил ГРИБ, эксперт ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» (г. Октябрьский) Виктор САВОЧКИН, эксперт ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» (г. Октябрьский) Наталья ГИМАЗЕТДИНОВА, эксперт ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» (г. Октябрьский) Альберт ДАВЛЕТБАЕВ, эксперт ООО «НПП УРАЛНЕФТЕГАЗДИАГНОСТИКА» (г. Октябрьский)

В статье рассматриваются особенности проведения диагностики трубопроводов акустико-эмиссионным методом. Ключевые слова: АЭ-контроль.

О

дним из эффективных средств неразрушающего контроля трубопроводов в процессе диагностирования является метод акустической эмиссии (АЭ), при этом источником сигнала служит материал диагностируемой трубы. Акустическая эмиссия представляет собой явление генерации волн напряжений, вызванных внезапной перестройкой в структуре материала и проявляется в виде отдельных акустических импульсов. Источником АЭ-энергии служит поле упругих напряжений в материале, поэтому АЭ-контроль проводится путем нагружения контролируемого объекта. Классическим источником АЭ является процесс деформирования, связанный с ростом дефектов или зон пластической деформации. Дефекты, возникающие и развивающиеся в период эксплуатации, вызывают концентрацию деформаций. Чем выше деформация, вызванная дефектом, тем выше уровень эмиссии и

тем ниже уровень нагрузки, при котором она появляется. Быстрое движение (рост) источника АЭ вызывает образование волн напряжений, которые распространяются в структуре материала и достигают преобразователя. Современные АЭ-системы измеряют, обрабатывают и отражают как форму, так и параметры АЭ-сигнала (амплитуду, длительность, энергию, осцилляции, время прихода, время нарастания), связанные с частотными характеристиками. Анализ совокупности параметров последовательности АЭ-сигналов позволяет определять местоположение источника и степень опасности. В качестве примера рассмотрим АЭконтроль опасных участков нефтепровода «Куст № 1 ЛП-ДНС НК ЦДНГ НГДУ «Уфанефть» ООО «Башнефть Добыча» протяженностью 39055 м, выполненного из материала Сталь 20С, с толщиной стенки 8,0 мм, диаметром 219 мм. Перед проведением работ была раз-

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

163

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Рис. 1. Схема проведения АЭ-контроля

Рис. 2. График нагружения

Р, Па

Приборный блок

Преобразователь

Поверхностная волна Объемная волна

l1

Дефект

l2

работана Программа проведения АЭконтроля на основании ПБ 03-593-03 «Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов». При АЭ-контроле использовалась акустико-эмиссионная система Малахит АС-12А с комплектом преобразователей R-6 и ведущей частотой 6 КГц. Данная система позволяет регистрировать параметры, формы АЭ-сигналов в реальном времени. Преобразователи установлены линейно на расстоянии от 10 м до 72 м. Нагружение трубопровода производилось с реализацией графика, принятого в программе (рис. 2). По результатам измерений и анализа полученных результатов были выделены опасные участки АЭ-контроля: на трех участках выявлены активные АЭисточники, на шести участках контроля выявлены критически активные АЭисточники. На основании полученных результатов на опасных участках были проведены дополнительные обследования, замеры фактических толщин, которые показали наличие коррозионных участков с остаточной толщиной стенок труб до 1,9 мм. Пример одного из участков с активными АЭ-источниками, выведенный на экран прибора Малахит АС-12А, приведен на рисунке 3, где представлены параметры АЭ-сигналов опасного участка между преобразователями, установленными на расстоянии 63 м друг от друга. Пример участка с критически активными АЭ-источниками, выведенный на экран прибора Малахит АС-12А, приведен на рисунке 4, где представлены параметры АЭ-сигналов опасного участка между преобразователями, установленными на расстоянии 24 м. На основании результатов технического диагностирования по результатам АЭ-

164

Труба

нагрузка

Компьютер

Рисп Рраб

300

600

900

1200

время t, c

Рис. 3. Участок контроля с активными АЭ-источниками

Рис. 4. Участок контроля с критически активными АЭ-источниками

контроля опасные участки трубопровода были рекомендованы к ремонту. На примере контроля данного конкретного трубопровода наглядно видны преимущества АЭ-метода, а именно: ■ АЭ-контроль является дистанционным; ■ метод не требует сканирования поверхности трубы; ■ метод не требует удаления изоляционного покрытия и удаления продукта;

■ АЭ-контроль позволяет определить координаты дефекта и классифицировать дефекты по степени опасности. Литература 1. ПБ 03-593-03 «Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов».

2. Клюев В.В. Неразрушающий контроль. Справочник, том 7, Машиностроение, 2005. 828 с.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Особенности эксплуатации кирпичных и железобетонных промышленных дымовых труб Константин КОСТАРЕВ, главный инженер ООО «Теплопроект-Урал» (г. Екатеринбург) Ринат САБИРЗЯНОВ, генеральный директор ООО «Теплопроект-Урал» (г. Екатеринбург) Андрей ИНОЗЕМЦЕВ, заместитель главного инженера ООО «Теплопроект-Урал» (г. Екатеринбург) Алексей ПОПОВ, генеральный директор ООО «ТехноЭксперт» (г. Владивосток) Антон МОРОЗ, начальник ОЭЗиС ООО «ТехноЭксперт» (г. Владивосток)

При проведении обследования кирпичных дымовых труб часто встречаются вертикальные трещины. Эти повреждения влияют на надежность сооружения. В каждом конкретном случае причины их возникновения могут быть разными. В настоящее время распространенной причиной является неправильный пуск трубы после ее остановки, особенно в холодный период.

Ч

асто при смене собственников рабочая документация и инструкция по эксплуатации дымовой трубы бывают утеряны, а специалисты, работавшие на предприятии в течение нескольких десятилетий, достигают пенсионного возраста и прекращают трудовую деятельность. Причиной возникновения вертикальных трещин при пуске трубы является неравномерный прогрев ствола после проведения ремонтных работ (перекладка части несущего ствола, перекладка футеровки и т.д.) или после дли-

Рис. 1. Режим сушки футеровки кирпичных, железобетонных и стальных дымовых труб °С 220 200

200°

200°

60 ч

76 ч

180

5о/ч

140

5о/ч

160

120 100°

100

24 ч

80 60 >0 °С

5о/ч

40

<0 °С

20 0 – 20

1

2

3

4

время, сутки

5

6

тельной остановки трубы (более одного месяца). До ввода или в процессе ввода в эксплуатацию дымовая труба должна быть просушена и разогрета по соответствующему режиму. Сушка и разогрев дымовых труб осуществляются посредством сжигания любого вида топлива. Сушка и разогрев дымовой трубы могут осуществляться от теплового агрегата, к которому подключена труба, или от временного источника тепла (топки для сжигания различных видов топлива). Также разогрев и сушка могут осуществляться при помощи сжигания дров непосредственно на поду зольника (в стакане фундамента трубы) и в боровах при условии предохранения фундамента от перегрева временным теплоизоляционным слоем. Режим сушки и разогрева дымовых труб контролируют по температуре дымовых газов, измеряемой на высоте от 3 до 5 метров над вводом теплоносителя и на расстоянии не более 100 мм от внутренней поверхности трубы. Термопары для контроля режима устанавливают через специальные отверстия в стволе и футеровке трубы, предусмотренные проектом. Процесс сушки и разогрева контролируется круглосуточно и записывается каждый час в журнал наблюдений. Кроме того, два раза в сутки фиксируются данные о вертикальности ствола и о состоянии трещин, если таковые имеются. Перед сушкой необходимо ознакомиться с проектной и исполнительТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

ной документацией, проверить состояние дымовой трубы и боровов. При обнаружении трещин необходимо составить схему их расположения с указанием размеров и поставить на них гипсовые маяки для наблюдения за поведением трещин в процессе сушки и разогрева трубы. Также необходимо проверить окольцовку трубы, вертикальность и осадку трубы. Режим сушки и разогрева выбирается в соответствии с рекомендациями, указанными в РТМ 26-87 «Рекомендации по сушке и разогреву дымовых труб и боровов» в зависимости от конструкции дымовой трубы и боровов. Перед началом сушки и разогрева необходимо прогреть дымовую трубу для создания тяги. В период отогревания, сушки и разогрева необходимо обеспечить равномерное распределение температуры по всему периметру трубы. Когда сушку и разогрев дымовой трубы, боровов и тепловых агрегатов осуществляют одновременно, и температура отводимых от агрегата газов превышает температуру, заданную в режиме сушки, следует их разбавлять, подавая в боров холодный воздух. После окончания работ по сушке и разогреву трубы необходимо составить акт с указанием даты начала и окончания сушки, заданного и фактического режимов сушки, состояния кладки трубы и боровов, данных проверки вертикальности и осадки ствола трубы. Выполняя сушку и разогрев дымовой трубы каждый раз после ее ремонта или длительного останова, собственник или организация, эксплуатирующая трубу, могут избежать появления новых повреждений (вертикальных трещин), тем самым повысить надежность сооружения и снизить эксплуатационные затраты (ремонт и заделка трещин, установка дополнительных стяжных колец, перекладка ствола и футеровки). Литература 1. РТМ 26-87 «Рекомендации по сушке и разогреву дымовых труб и боровов».

2. СНиП III-24-75 «Промышленные печи и кирпичные трубы».

3. РД 153-34.1-21.523-99 «Инструкция по эксплуатации железобетонных и кирпичных дымовых труб и газоходов на тепловых электростанциях».

165

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Российское автомобильное краностроение УДК: 624 Альберт КАМАЛОВ, эксперт ООО «Нефтегазстрой» (г. Нефтекамск) Павел ВОРОБЬЕВ, главный инженер ООО «Уральский инженерно-диагностический центр» (г. Екатеринбург) Станислав ВОРОБЬЕВ, генеральный директор ООО «Уральский инженерно-диагностический центр» (г. Екатеринбург) Николай СТЮХИН, начальник ЛНК ООО «Уральский инженерно-диагностический центр» (г. Екатеринбург)

Любой технологический процесс, где используется подъем и перемещение какого-либо груза, требует участия грузоподъемной техники. Автомобильные краны незаменимы на различных этапах строительства, при монтаже оборудования, перегрузочных работах на рассредоточенных объектах и т.д. Отечественное краностроение предлагает на внутреннем рынке широкий ряд моделей автокранов для самых разнообразных задач. В данной статье приведен обзор российских заводов-производителей этого вида подъемной техники и некоторых образцов выпускаемой продукции.

О

АО «Сокол» – одно из старейших предприятий Самары. Завод был образован в 1941 году. В годы Великой Отечественной войны Военно-механический завод № 1 изготавливал узлы и детали для минометов и реактивных установок БМ-13. После войны оборонное предприятие было переименовано в Куйбышевский механический завод №1 Минмонтажспецстроя СССР. Именно здесь в 1987 году было начато производство автомобильных кранов МКАТ-40 на шасси КрАЗ-250 (г/п 40 т и максимальной длиной стрелы 49,5 м) с использованием гидравлики фирмы Tadano (Япония). Конструктивное решение и техническое исполнение сделали TG-500ERG надежной машиной, которая прослужила несколько десятков лет. В августе 1993 года завод был реорганизован в открытое акционерное общество «Сокол». Линейка автомобильных кранов у «Сокола» не отличается разнообразием, но то, что им выпускается, производится на высоком качественном уровне. С конвейера предприятия сошли автомобильные краны серии «СКАТ-25», «СКАТ-32», «СКАТ-40».Сегодня завод предлагает новую модель – «СКАТ-50».

166

Такое фирменное название получил автомобильный кран КС-6575С (г/п 50 т) Его установка смонтирована на шасси автомобиля КамАЗ-6540 с колесной формулой 84. Применение 4-осного базового шасси, а также реализованная в конструкции крана концепция съемного противовеса обеспечивают крану оптимальное распределение осевых нагрузок, что позволяет крану передвигаться по дорогам федерального значения без специального разрешения. Для установки съемного противовеса на поворотную платформу используется специальный механизм балластирования, исключающий применение для этой цели дополнительных грузоподъемных средств и людских ресурсов. Выносные опоры за счет поворотных и выдвижных балок обеспечивают работу на двух опорных контурах 5,74,86 и 5,77 м, существенно повышая устойчивость крана, увеличивая грузовые характеристики даже при работе без противовеса. Использование пятой опоры в передней части крана позволило расширить рабочую зону до 270°. Применение гидроагрегатов английского производителя IntegratedHydraulics и итальянских фирм SOFIMA и LUEN в сочетании с лебедкой и механизмом вра-

щения немецкой фирмы Zollern обеспечивает легкость, надежность и простоту управления краном, плавность работы механизмов, широкий диапазон рабочих скоростей, совмещение крановых операций. Четырехсекционная телескопическая стрела с максимальной длиной 30,3 м в сложенном виде превращается в 9-метровую, что обеспечивает компактность и маневренность крана при переездах. Двигатель автомобиля оснащен предпусковым подогревателем, а это позволяет запускать его при температуре окружающего воздуха до минус 40 °C (фото 1). ОАО «Челябинский механический завод». 27 января 1942 года к работе приступил эвакуированный в город Челябинск Харьковский котельно-механический завод. Предприятие получило новое имя – Челябинский механический завод. С 1942 по 1945 год на предприятии выпускали продукцию для энергетиков (котлы и оборудование для тепловых электростанций). В 1946 году предприятием был выпущен первый стреловой автокран АК-3 грузоподъемностью 3 тонны при вылете 2,5 метра, смонтированный на шасси ЗИС-5. После войны производство грузоподъемной техники продолжилось в еще большем объеме. В 1949 году на ЧМЗ были проведены конструкторские разработки узлов железнодорожных кранов ДЭК-10. В 1956 году с конвейера сошел первый гусеничный кран ДЭК-20 грузоподъемностью 20 тонн на вылете 4,5 метра. В июле 1971 года ДЭК-251 был аттестован по высшей категории качества СССР, и было принято решение о начале серийного производства данной модели. В 1995 году начинается производство автокранов с гидравлическим приводом. Первые краны грузоподъемностью 16 т на шасси КамАЗ были разработаны и изготовлены совместно с «Харбинским инженерностроительным заводом» (КНР). В 1999 году на кран КС-45721 была нанесена надпись «ЧЕЛЯБИНЕЦ» и эмблема знака соответствия. В том же году завод освоил производство автокранов КС-45721 ЧЕЛЯБИНЕЦ г/п 22,5 т на шасси полноприво-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

дных автомобилей УРАЛ и КамАЗ. В 2006 году был выпущен уже тысячный автокран КС-45721 грузоподъемностью 25 т. Без модернизации производства невозможно было бы дальнейшее совершенствование модельного ряда ГПМ. Поэтому в 2006 году заводом был приобретен листогибочный пресс BYSTRONIC (Швейцария), позволивший существенно снизить металлоемкость стрелы и одновременно с этим повысить ее надежность. В 2007 году начинается выпуск крана КС65711 г/п 40 т, ставшего самым компактным российским автокраном того времени. В 2010 году проводится капитальная модернизация автокранов ЧЕЛЯБИНЕЦ – на них стали устанавливаться агрегаты гидравлической системы подъема стрелы нового типа. В 2012 году был создан автомобильный кран КС-55732 с четырехсекционной стрелой длиной 28,1 метра. С целью развития новых сегментов рынка принята программа по расширению модельного ряда базовых шасси для установок ЧЕЛЯБИНЕЦ. Первая эксклюзивная модель автокрана КС-45721 г/п 25 т на вездеходном шасси MAN своим ходом была доставлена заказчику на Крайний Север. Номенклатура автомобильных кранов ЧЕЛЯБИНЕЦ постоянно расширяется и на сегодняшний день включает в себя более 10 серийных моделей грузоподъемностью 25, 32, 50 тонн на различных шасси с множеством индивидуальных исполнений.

Фото 2. КС-55732-21 Челябинец

Особенностью крановой установки КС-55732-21 (г/п 25 т) является новая нижняя рама с опорным контуром 5,756, который позволяет работать в зоне 360° Особенностью крановой установки КС55732-21 (г/п 25 т) является новая нижняя рама с опорным контуром 5,756, который позволяет работать в зоне 360° (фото 2). Высота подъема на стреле – 21,9 м. Вылет стрелы – 20,1 м. Базовыми шасси крана служат автомобили моделей УРАЛ4320, КамАЗ-43118, КамАЗ-65111, КамАЗ65115, МАЗ-6312ВЗ. Краны серии КС-55732 могут быть оборудованы съемной двухместной монтажной люлькой (г/п 250 кг), что позволяет выполнять работы по обслуживанию зда-

Четырехсекционная телескопическая стрела автокрана КС-6575С с максимальной длиной 30,3 м в сложенном виде превращается в 9-метровую, что обеспечивает компактность и маневренность крана при переездах Фото 1. КС-6575С СОКОЛ

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

ний и сооружений, линий электропередачи и связи, воздуховодов и других работ, требующих подъема людей на высоту до 30 м. Монтаж-демонтаж люльки выполняется быстро за счет специального кронштейна и быстросъемного соединения. Корзина люльки поворачивается относительно кронштейна подвески. В случае возникновения нештатной ситуации сработает аварийное горизонтирование люльки. При работе с люлькой демонтаж крюковой подвески не требуется. Обеспечение точной и выверенной работы с люлькой достигается электропропорциональным управлением от джойстиков, размещенных в кабине оператора и люльке. Крановая установка смонтирована на внедорожном шасси: трехосном (6х6) на базе IVECO-AMTTRAKKER с двигателем Cursor 13 (420 л.с.), четырехосном (8х4) на базе КамАЗ-65201 с одноименным двигателем мощностью 360 л.с. Интеллектуальная система телескопирования секций задействует два внешних гидроцилиндра выдвижения второй секции стрелы. КС-55733-26 (г/п 32 т) – это внедорожник с самой низкой полной массой (22,1 т) в данном сегменте кранов. Он монтируется на серийные трехосные шасси КамАЗа43118 (66) с одноименным двигателем и УРАЛа-4320 (6 6) с двигателем ЯМЗ53622-10. Установленный на базе КамАЗа65115, кран комплектуется двигателем CUMMINS. Высота подъема на стреле – 25,7 м, вылет основной стрелы – 25 м. Опоры этого крана имеют поворотновыдвижную конструкцию. Металлоконструкция стрел этих кранов выполнена из высокопрочной стали. Рукава высокого давления рассчи-

167

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Фото 3. Галичанин

Гидравлическая система автокрана КС-65715 от фирмы BoschRexroth построена на инновационном решении совместной работы систем LS+LUDV, которые обеспечивают совмещение операций при любых режимах работы крана таны для эксплуатации при температуре до – 50 °С. АО «Галичский автокрановый завод» является одним из основных производителей гидравлических автомобильных кранов России. История современного машиностроительного завода началась в 1945 году, когда было принято решение о строительстве моторно-ремонтного завода. После монтажа металлообрабатывающего оборудования в 1946 году в городе Галиче Костромской области был организован Галичский ремонтный завод Министерства сельского хозяйства. Завод выпускал запасные части и оборудование сельскохозяйственного назначения. В 1961 году завод освоил производство экскаваторов и получил новое название – Экскаваторный завод. С 1 января 1982 года приказом Минстройдормаша завод из производственного объединения «Красный экскаватор» был преоб-

168

разован в ПО «Автокран». В этот период предприятие переспециализировалось на выпуск автомобильных гидравлических кранов модели КС-4572 грузоподъемностью 16 тонн. В 1986 году завод был переименован в Галичский автокрановый завод. Производство перестроилось на выпуск новой техники, и в сентябре 2005 года с конвейера был выпущен десятитысячный автомобильный кран с торговой маркой «Галичанин». На сегодняшний день ГАКЗ предлагает 35 моделей кранов, установленных на автомобильные шасси МАЗ, КамАЗ, Volvo, МЗКТ, Урал, MAN. Модельный ряд кранов представлен в широком диапазоне грузоподъемности: 25, 32, 50, 60, 70, 100 тонн. Отдельной группой представлены модели автокранов класса «компакт», которые получили прозвище «краны-такси» из-за своей маневренности. Одним из представителей этого класса является КС-65715 грузоподъемностью

50 т (фото 3). Кран предназначен для работы в очень стесненных условиях, потому здесь предусмотрен режим работы с грузами при не полностью выдвинутыми балками выносных опор. Длина автокрана в транспортном положении не превышает 12 метров. Эта техника может выполнять телескопирование стрелы с грузом на крюке и таким образом проносить его среди смонтированных конструкций. Краны этой группы оснащены качественной гидравликой, не уступающей мировым аналогам. Регулируемый насос с системой LS+LUDV позволяет снизить потребление топлива при работе крановой установки на 20%. Экономия достигается за счет того, что насос подает в рабочую систему только расход, необходимый для обеспечения заданных скоростей работы крана. В условиях простоя крана насос выходит на минимальный рабочий объем и не подает рабочую жидкость в гидравлическую систему. Как следствие, происходит разгрузка двигателя шасси. Гидравлическая система автокрана КС-65715 от фирмы BoschRexroth построена на инновационном решении совместной работы систем LS+LUDV, которые обеспечивают совмещение операций при любых режимах работы крана. При этом функция

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

поворота остается в приоритете, то есть скорость поворота всегда соответствует значению, заданному оператором крана, независимо от нагрузки. Это преимущество делает автокран КС-65715 более производительным по сравнению со стандартными решениями и позволяет сократить время цикла работы до 30%. Электрогидравлическая система управления Bosch Rexroth включает в себя контроллер типа RC. Кран оснащен жидкостным подогревателем Thermo 50 и кондиционером германской фирмы Webasto. Кабина крана может менять угол наклона до 25°, что облегчает работу крановщику на больших длинах и наклонах стрелы. Управление стало более эргономичным: джойстики по бокам сиденья исключают необходимость в педали газа, а поворотные регуляторы на них обеспечивают управление вспомогательными функциями (например, ускоренным подъемом). Для обслуживания грузовой лебедки предусмотрена площадка с защитными ограждениями. КС-75721-1 (г/п 70 т), смонтированный на шасси КамАЗ-7330-0003910-К4, обладает гидравлической системой, укомплектованной компонентами фирмы Hydac (Германия), которая обеспечивает плавное управление всеми механизмами с широким диапазоном регулирования скоро-

стей рабочих операций. Безопасная работа крана обеспечена ограничителем нагрузки фирмы HIRSHMANN (Германия). Максимальная длина стрелы составляет 42,0 м, а в сложенном положении – 11,7 м, что обеспечивает крану компактность и маневренность при переездах. Юргинский машиностроительный завод (Кемеровская область, г. Юрга) начал свою историю после Постановления Госкомитета при Совнаркоме СССР от 22 октября 1939 года. В сентябре военного 1941 года в Юргинский район были эвакуированы инженерно-технические работники и рабочие сразу с трех предприятий: с Новокраматорского машиностроительного завода, с Ленинградского предприятия «Большевик» и Сталинградского завода «Баррикады». Для фронта ЮМЗ изготавливал пушки для самоходных установок и танков, стволы к ним, чугунное и стальное литье. После окончания войны машзавод, став градообразующим предприятием, начинает выпускать технику для народного хозяйства, товары широкого потребительского спроса и продукцию оборонного назначения. В 70–80-е годы Юргинский машзавод осваивает производство агрегатов стартового оборудования для запуска многоразовой космической системы «Буран», участвует в разработке и

Фото 4. КС-55722-3 Юрга

ЮМЗ специализируется на производстве автокранов, рассчитанных для работы в северной климатической зоне. Поэтому «Юргинцы» обладают высокой надежностью и работоспособностью в условиях низких температур ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

изготовлении автоматических корабельных пушек, боевого ракетного железнодорожного комплекса стратегического назначения, выпускает пусковое оборудование для оснащения подводных лодок. За заслуги в создании и производстве новой техники Юргинский машиностроительный завод в 1966 году награжден орденом Ленина, а в 1976 году – орденом Октябрьской Революции. Краны производства Юргинского машиностроительного завода отличают высокое качество и уникальный подход к их созданию. ЮМЗ специализируется на производстве автокранов, рассчитанных для работы в северной климатической зоне. Поэтому «Юргинцы» обладают высокой надежностью и работоспособностью в условиях низких температур (УХЛ1) за счет особенностей системы гидроуправления, применения рабочих жидкостей в механизмах, обеспечивающих работоспособность при температурах от -40° до + 40° без их замены. По заказу покупателя возможен монтаж крановых установок на шасси самых разных типов, а также комплектация кранов спутниковой поисковой противо­угонной системой (автолoкаторами), системой контроля расхода топлива, северным пакетом (дополнительные утепления, зеркала с подогревом и т.д.). Все краны оборудованы сервоуправлением (с помощью джойстиков). Автокран КС-55722-3 (г/п 25 т) смонтирован на базе КамАЗ 43118-1960-15 (66). Перевозимый на стреле удлинитель значительно расширяет возможности крана. Высокая надежность лебедки и широкий диапазон скоростей обеспечиваются наличием встроенного двухконтурного планетарного редуктора, регулируемого гидромотора и двух ленточных тормозов, контроль и обслуживание которых легкодоступны. На автокране применена удобная схема свободной укладки крюковой подвески в специальный карман на опорной раме за кабиной автомобиля и ее фиксации в этом положении, что полностью разгружает раму автомобиля от затяжки крюком. Выполнение работ в стесненных, труднодоступных местах возможно за счет телескопирования груза основной стрелой до 4,5 тонны, а также груза на удлинителе до 2,4 тонны. Высокая ремонтопригодность и простота в обслуживании обеспечиваются применением комплектующих узлов и материалов российского массового производства (фото 4).

Продолжение статьи в «Регламенте» № 6

169

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Расчет внутренних ребер жесткости в аппаратах высокого давления на прочность Рис. 1. Расчетная схема аппарата

Сергей ЛУЗГИН, технический директор ООО «ТехЭксперт» Дмитрий ЖДАНОВ, директор ООО «ТехЭксперт» Александр ПОЛИНГЕР, начальник отдела ООО «ТехЭксперт» Александр МАЛАХОВ, начальник отдела ООО «ТехЭксперт» Алексей ЛЕОНТОВИЧ, главный инженер АО «Экспертная организация «С-КОНТРОЛЬ»

R1 R2

h l

Для повышения прочности и жесткости цилиндрических аппаратов высокого давления часто применяют жесткостные элементы, прикрепленные к аппарату изнутри и имеющие форму кольцевых пластин (рис. 1 и рис. 2). Поэтому расчет кольцевых ребер жесткости представляется актуальным.

P0

Ключевые слова: расчет, ребра жесткости, аппарат.

P R2 ur (r) = a [(1 – va) 2 1 2 + Ea R2 – R1 a

+(1 – va)

R 12 R 22 1 ∙ ] R 22 – R 12 r

(1).

Здесь Pa – осредненное давление на стенку аппарата за счет избыточного давления P0 и давления со стороны пластины, P; Ea – модуль упругости материала стенки аппарата; va – коэффициент Пуассона материала стенки аппарата; R1 и R2 – внутренний и внешний радиусы стенки аппарата; r – радиальная координата рассматриваемой точки. Как правило, толщина стенки аппарата H намного меньше его размеров R1

170

и R2. И тогда формулу (1) можно упростить: P R2 ura (r) = a , (2) Ea H 1 где R = 2 (R1+ R2) – радиус серединной поверхности стенки аппарата, H – толщина стенки. Если считать, что пластины расположены достаточно часто, то можно пренебречь неравномерностью перемещений по длине аппарата и принять осредненное давление Pa пропорционально шагу l и толщине пластин h: P l – Ph (3).

Pa = 0 l+h

Перемещения в пластинах также вычисляются по формулам Ламе [1, 2], если предположить, что внутреннее давление равно нулю, а внешнее – P: urp (r) =

H

Рис. 2. Ребро жесткости

P

r1 r2

 (r 2) P ∙ 2 2 2 (1 – vp )r + Ep (r2 – r1 ) 

+ (1 + vp)

  

П

од действием избыточного давления P0 стенки аппарата получают радиальные перемещения, увлекая за собой внешние края пластин так, что на этих краях возникает давление P (рис. 2). Его можно определить из условия совместности перемещений внутренней поверхности аппарата и внешнего края пластины. Радиальные перемещения в аппарате определяются по формуле Ламе [1, 2]:

r 12 , r

h (4)

где Ep – модуль упругости материала пластины; vp – коэффициент Пуассона материала пластины; r1 и r2 – внутренний и внешний радиусы пластины.

Радиальные перемещения стенок аппарата и внешних краев пластин должны быть одинаковыми, ura=ura (r2):

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Напряженнодеформированное состояние колоннадных зданий P0 l – Ph 2 P r3 R = ∙ 2 2 2 [(1 – vp) + (l+h) Ea H Ep r2 – r1 r1 ]. r 22 2

+ v p)

(5)

Из формулы (5) определяем внешнее давление на кромки пластин: r2 lR2 1 P = P0 / E ∙ r 2 – r 2 [(1 + (l+h)Ea H p 2 1

{

+ vp) r12 + (1 – vp)r22] +

hR2 . (l+h)Ea H

}

(6)

Напряжения в пластине распределены по закону [1, 2]: Pr 2 r 2 Pr 2 σr= r 2 –2r 2 – r 2 1– r2 2 ∙ r12 2 1 2 1 Pr

2

Pr 2 r

2

σθ= r 2 –2r 2 – r 2 1– r2 2 ∙ r12 2 1 2 1 τrθ = 0.

(7)

Вычислим эквивалентные напряжения по третьей теории прочности: r2r2 (8) σэкв=|σθ– σr|= 2P r 12 – 2r 2 r12 .

2 1 Из формулы (8) видно, что максимальное эквивалентное напряжение возникает на внутренней кромке пластины: r2 max (9) σэкв = 2P 2 2 2 . r2 – r1 Для нормальной работоспособности аппарата необходимо выполнение условия прочности: max σэкв ≤ [σ].

(10) Здесь [σ] – допускаемое напряжение материала пластины. По формулам (6), (9) и (10) можно проводить поверочный расчет на прочность, либо можно получить трансцендентное уравнение для определения отбраковочной толщины пластины h. Литература 1. Демидов С.П. Теория упругости. Москва, «Высшая школа», 1979, 432 с.

2. Новацкий В. Теория упругости: пер. с польского. – М.: Мир, 1975. – 872 с.

Дмитрий АНЦИПЕРОВСКИЙ, главный архитектор проекта ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Анастасия СКУРИХИНА, заместитель начальника отдела ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Денис ИГНАТУШИН, начальник отдела ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Сергей ЛУЗГИН, технический директор ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Дмитрий ЖДАНОВ, директор ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск)

Конструкции из бетона и железобетона как по объему, так и по областям применения являются наиболее распространенными в сфере строительства. Расчет напряженно-деформированного состояния бетонных и железобетонных сооружений в строительной практике ведется при предположении, что деформации и напряжения связаны между собой линейным законом. Однако известно, что бетон нелинейно-упругий материал. В связи с этим возникает необходимость скорректировать расчеты железобетонных конструкций. Ключевые слова: здание, расчет, напряженно-деформированное состояние.

У

читывая, что в реальных сооружениях обычно регулярно чередуются участки с существенно различными степенями сопротивления деформированию, можно разработать сравнительно простые схемы нелинейного динамического сопротивления [1, 2, 3]. Особое место здесь занимают массивные здания на колоннах, для которых жесткость и прочность основного сооружения могут существенно превышать соответствующие характеристики колоннадного основания. В этом случае расчетная схема может быть значительно упрощена.

1. Формулировка проблемы и основные допущения. Рассмотрим здание А, расположенное на вертикальных колоннах В, опирающихся на горизонтальную плиту С, лежащую на земле (рис. 1).

Для упрощения расчетной схемы будем считать здание А и плиту С абсолютно жесткими. Такое допущение справедливо, так как колонны деформируются в значительно большей степени, чем здание и плита. Используем следующие предположения: ■ В общем случае колонны могут быть разными, как по материалу, так и по форме. Колонны расположены симметрично относительно двух горизонтальных осей симметрии здания. То есть каждой колонне соответствуют точно такие же колонны (совпадающие по форме и по материалу), симметричные относительно этих осей симметрии.

■ В колоннах справедлива гипотеза плоских сечений. Из сделанных предположений следует:

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

171

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

–А

МА

l

–В

0 –C

Рис. 2. Диаграмма растяжения–сжатия

σ ε

ε*

Рис. 3. Схема сил, приложенных к зданию MAg

R1

R2

Rn

■ здание будет смещаться точно в вертикальном направлении; ■ колонны работают на сжатие; ■ перемещения верхних концов всех колонн одинаково.

2. Постановка задачи. Наиболее опасной частью сооружения с точки зрения статической прочности является колоннадное основание. Определим напряженно-деформированное состояние в колоннах. Введем следующие обозначения: Ui (x) – перемещения в i-той колонне; Ni (x) – продольные силы в i-той колонне; σi (x) – напряжения в поперечных сечениях i-ой колонны; Fi (x) – площадь поперечного сечения i-ой колонны; μi – удельный вес i-ой колонны ∆mg ); (μ= ∆V εi (x) – деформация в i-ой колонне; εi* – предельная деформация разрушения i-ой колонны. Нижний индекс «i» (i = 1, 2, …, n) обозначает номер колонны (n – общее количество колонн). Свойства материала

172

n

∑ Ri = MA g

(6)

Продольные силы и нормальные напряжения в поперечных сечениях колонн. Рассмотрим i-ую колонну. Если учитывать собственный вес колонны, то выражения для продольной силы и напряжений будут иметь вид: i =1

Ni(x) = –Ri – μi ∫x Fi(ξ) dξ ; i = 1, 2, …, n, l

Ri N (x) – σi (x) = F i(x) = – F (x) i i μi l – ∫ F (ξ) d ξ, i = 1, 2, …, n.

Fi(x) x i

(7)

(8)

Выразим деформации через напряжения –A +√(A1i )2+4A2iσi εi = 1i ; 2A2i i = 1, 2, …, n.

(9) Деформации и перемещения связаны между собой зависимостью:

dUi (х) (10) .

dx Подставив (10) в (9) и проинтегрировав, получим перемещения: A Ui(х) = – 1i х+ 2A2i

εi (х) = Ui' (x)=

х + 1 ∫ √((A )2+4A σ (ξ) d ξ + const; 1i 2i i 2A2i 0

i = 1, 2, …, n (11) В силу граничных условий (2), const = 0. Подставляя в (11) выражения для напряжений (8), в итоге получим: Ui(х) = –

A1i х+ 1 2A2i 2A2i

R μi i (A1i )2+4A2i F (ξ) +F (ξ)

х

∫0



i

i

∫ξlFi (η)dη dξ;

i = 1, 2, …, n (12) Система нелинейных уравнений В выражения для перемещений каждой колонны (12) входят неизвестные реакции Ri. Они должны быть такими, чтобы перемещения удовлетворяли кинематическим граничным условиям (3), а их сумма статическому граничному условию (6):

          

Ui(l) = – +

γi Fi(x)

A1i l+ 1 2A2i 2A2i

  

Х

в пределах одной колонны считаются постоянными. Физические соотношения Колонны изготавливают, как правило, из бетона и железобетона. Для таких материалов зависимость между напряжениями и деформациями носит ярко выраженный нелинейный характер с самого начала нагружения (рисунок 2). Аппроксимируем эту зависимость на участке сжатия квадратичным полиномом: σ = А1ε+А2 ε2. Постоянные А1 и А2 определяются материалом колонны. Для i-ой колонны будем иметь: σi = A1i εi +A2i(εi )2; i = 1, 2, …, n. (1) Кинематические граничные условия Так как все колонны опираются на плиту, то перемещения их нижних концов равны нулю: Ui(0) = 0; i = 1, 2, …, n.

(2) Верхние концы колонн прикреплены к зданию, поэтому перемещения верхних концов всех колонн должны быть одинаковыми: Ui(l) = C = const; i = 1, 2, …, n.

(3) где C – перемещение здания от положения недеформированных колонн. Связь между перемещениями и деформациями dU (x) εi(x)= i ; i=1, 2, …, n.

(4)

dx Связь между напряжениями и продольными силами Ni(x) = σi(x) Fi(x); i = 1, 2, …, n.

(5) Статическое граничное условие Рассмотрим равновесие здания под действием собственного веса MA g и реакций R1, R2,…, Rn со стороны колонн. Вес здания должен быть уравновешен суммой реакций:

  

Рис. 1. Схема сооружения

∫xlFi (η)dη

i = 1, 2, …, n

dx

l

∫0

R i (A1i )2– 4A2i F (x) + 

i

=C

n

∑ Ri = MA g

(13)

Получили систему n + 1 нелинейных уравнений (13) и n + 1 неизвестных R1, R2, …, Rn, C. После их определения из этой системы подставим в формулы (7), (8), (12) и найдем продольные силы, напряжения и перемещения в каждой колонне.

3. Заключение. В работе получены формулы расчета напряженно-деформированного состояния колоннадного основания зданий, учитывающие нелинейный закон деформирования бетона. Это позволит определить точность прочностного расчета и избежать привлечения сложного математического аппарата при проектировании колоннадных зданий. i =1

Литература 1. Вохмянин И.Т., Немировский Ю.В. Динамика жесткопластичного многоэтажного здания // Известия вузов, Строительство, 2013, № 1, с. 3–11.

2. Ньюмарк Н., Розенблюэт Э. Основы сейсмического строительства, Стройиздат, 1980. – 344 с.

3. The Seismic Design Handbook // Ed. F. Naeim – New York: Van Nostrand Reinhold, 1989. – 450 p.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Экспертиза промышленной безопасности дымовой кирпичной трубы котельной УДK: 624.036 Анастасия СКУРИХИНА, заместитель начальника отдела ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Дмитрий АНЦИПЕРОВСКИЙ, главный архитектор проекта ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Денис ИГНАТУШИН, начальник отдела ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Сергей ЛУЗГИН, технический директор ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Дмитрий ЖДАНОВ, директор ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск)

Рис. 1. Дымовая труба

В настоящей статье приведены результаты экспертизы промышленной безопасности кирпичной дымовой трубы котельной. Выявлены имеющиеся дефекты и повреждения каменной конструкции дымовой трубы, выявлены фактические прочностные характеристики кирпича и раствора, определены отклонения от вертикали по двум пересекающимся направлениям дымовой трубы, разработаны варианты усиления и восстановления поврежденных строительных конструкций дымовой трубы. Ключевые слова: обследование, техническое состояние, дымовая труба, прочность, кирпичная кладка, крен, повреждение.

Э

кспертиза промышленной безо­ пасности дымовой кирпичной трубы высотой Н = 35,7 м котельной проведена в 2014 году. Кирпичная труба введена в эксплуатацию в 1964 году. Несущий ствол трубы выполнен из полнотелого глиняного кирпича. Фундамент дымовой трубы выполнен из железобетона в виде полого усеченного конуса и круглой плиты. Уклон образующей i = 0,015 по всей высоте ствола. Футеровка дымовой трубы выполне-

на из глиняного кирпича. Опирание звеньев футеровки выполняется на уступах кладки ствола трубы, образующихся при изменении толщины стенки ствола. Для восприятия температурных напряжений по всей высоте несущего ствола выполнено устройство стяжных колец из полосовой стали, стягиваемых шпильками, шаг колец 1,3–1,8 м. Общий вид дымовой трубы представлен на рисунке 1. Проведенное инструментальное обследование показало, что в целом кирпичная труба находится в ограниченно

Для обеспечения дальнейшей нормальной эксплуатации дымовой трубы необходимо выполнить ремонт цементного отлива снаружи трубы на отметке +3,68 м, выполнить затирку футеровки или применить газоплотное штукатурное покрытие футеровки в отм. 0,0÷22,1 м, а также выполнить заделку трещины в стене наземной части газохода и устроить гидроизоляционное покрытие на кровле наземной части газохода ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

а) – общий вид трубы

б) – нижняя часть трубы работоспособном состоянии. Отдельные элементы кирпичной трубы имеют локальные дефекты и повреждения, в частности, выявлен дефект в виде небольшой овальности ствола трубы в отметках +25,5–35,7 м, что является дефектом, полученным при строительстве. Отмечено разрушение цементного отлива на отметке +3,68 м. По результатам выборочного контроля измерения прочности кирпича кладки ствола по высоте неразрушающим ме-

173

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Рис. 2. Схема и величина направления крена дымовой кирпичной трубы котельной

тодом выявлено, что прочность кирпича соответствует маркам М100, М125. В ходе осмотра подземного кирпичного газохода дымовой трубы от котлоагрегатов было установлено, что состояние кирпичного стенового ограждения газоходов ограниченно работоспособное, так как выявлена трещина в кирпичном стеновом ограждении наземной части газохода раскрытием до 15 мм и отсутствует гидроизоляционное покрытие на кровле наземной части газохода. Определение крена дымовой трубы (рис. 2) выполнено способом горизонтальных углов по двум пересекающимся направлениям. Для работы применялся тахеометр электронный SpectraPrecisionFocus 6 (5”). По каждому направлению угловые измерения выполнены тремя полными приемами. Визирование осуществлялось на правую и левую образующие внешней оболочки дымовой трубы. Отметки характерных сечений дымовой трубы по высоте приняты на отметке +3,7 м и на оголовке трубы (отметка +35,7 м). Расстояния от точек установки инструмента измерены инструментально. Значение фактического крена дымовой трубы Н = 35,7 м составляет 142 мм, что не превышает предельно допустимое отклонение верха трубы для данного типа труб (250 мм). Для обеспечения дальнейшей нормальной эксплуатации дымовой трубы необходимо выполнить ремонт цементного отлива снаружи трубы на отметке +3,68 м, выполнить затирку футеровки или применить газоплотное штукатурное покрытие футеровки в отм.

0,0÷22,1 м, а также выполнить заделку трещины в стене наземной части газохода и устроить гидроизоляционное покрытие на кровле наземной части газохода.

174

Обследование технического состояния дымовых металлических труб УДK: 692.71 Дмитрий АНЦИПЕРОВСКИЙ, главный архитектор проекта ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Анастасия СКУРИХИНА, заместитель начальника отдела ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Денис ИГНАТУШИН, начальник отдела ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Сергей ЛУЗГИН, технический директор ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Дмитрий ЖДАНОВ, директор ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск)

В настоящей статье приведены результаты экспертизы промышленной безопасности двух дымовых металлических труб. Выявлены имеющиеся дефекты и повреждения металлических конструкций труб, а также их железобетонных фундаментов, определены отклонения от вертикали по двум пересекающимся направлениям каждой трубы, разработаны варианты усиления и восстановления поврежденных строительных конструкций дымовых труб. Ключевые слова: экспертиза промышленной безопасности, техническое состояние, металлическая дымовая труба, железобетонный фундамент, кирпичный газоход, крен.

Э

кспертиза промышленной безо­ пасности металлических дымовых труб котельной выполнено в 2014 году. Первая металлическая дымовая труба введена в эксплуатацию в 1994 году и предназначена для отвода дымовых газов от подключенных котлов. Труба имеет общую высоту Н = 31,6 м, диаметр d0 = 0,72 м. Ствол трубы выполнен наружным диаметром 720 мм, толщина стенки ствола – 8,0 мм. Ствол трубы по высоте разбит на четыре секции. Бетонное основание трубы выполнено в виде монолитного железобетонного постамента (фундамента) с габаритами в плане 2000×2000 мм, высотой от уровня земли 2,10 м.

Раскрепление ствола дымовой трубы выполнено с помощью вантовых оттяжек (в количестве трех штук, угол в плане между оттяжками 120°) в два яруса, которые крепятся к газоотводящему стволу на отметках +15,0 м и +25,8 м на бандажное кольцо. К трубе примыкает один наземный кирпичный газоход высотой 1,3 м. Вторая металлическая дымовая труба введена в эксплуатацию в 2002 году. Высота трубы составляет 30 м, диаметр d0 = 1,2 м. Газоотводящий ствол дымовой трубы заключен в несущий каркас металлической башни, которая представляет собой четырехгранную решетчатую конструкцию высотой 27,0 м с размера-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Рис. 1. Общий вид дымовой трубы: а – первая; б – вторая

а ми сторон 2,7×2,7 м. По высоте башни предусмотрены площадки-диафрагмы, выполняющие одновременно функции рабочих площадок, площадок для отдыха, а также жестких диафрагм. Труба опирается на диафрагмы башни через специальные упоры. Газоотводящий ствол представляет собой тонкостенную цилиндрическую оболочку с внутренним диаметром 1 200 мм толщиной 8,0 мм. Газоотводящий ствол крепится к нижней части башни с помощью подвесок, в верхней части ствола также предусмотрены подвески, при помощи которых ствол может быть подвешен к башне в случае ремонта. Фундамент дымовой трубы монолитный железобетонный, диаметр подошвы 1,0 м. Общий вид обследуемых металлических труб представлен на рисунке 1. Проведенное обследование технического состояния металлических труб показало, что первая дымовая труба не имеет видимых дефектов и повреждений. Видимых дефектов и разрушений фундамента также не выявлено. Антикоррозионная защита металлических труб находится в удовлетворительном состоянии. Для каждой из металлических дымовых труб в ходе обследования выполнено определение крена способом горизонтальных углов по двум пересекающимся направлениям. Для работы применялся тахеометр электронный SpectraPrecisionFocus 6 (5”). По каждому направлению угловые измерения выполнены тремя полными приемами. Измеренный крен первой дымовой

б трубы при высоте трубы – 31,6 м составил 429 мм, что превышает предельнодопустимое отклонение верха трубы для данного типа труб, равное 95 мм. Измеренный крен второй дымовой трубы при высоте трубы – 30,0 м составил 407 мм, направление крена –

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

юго-восточное, что также превышает предельно допустимое отклонение верха трубы для данного типа труб, равное 162,5 мм. Проведенные измерения крена для металлических дымовых труб показали, что трубы имеют недопустимое для данных конструкций отклонение по вертикали, и их состояние признается как ограниченно работоспособное. Для обеспечения дальнейшей нормальной эксплуатации первой металлической трубы необходимо выполнить равномерное натяжение вантовых растяжек величиной 600÷900 кгс/см2, при этом уменьшить величину крена трубы до нормативных значений. В связи с тем, что ствол второй дымовой трубы размещен в несущей металлической башне и крен башни при этом не превышает предельно допустимого значений, рекомендуется ежегодно проводить измерение крена дымовой трубы, для объективности оценки измерений съемку производить с одних и тех же точек и отметок. В случае увеличения крена дымовой трубы необходимо разработать мероприятия по установке дополнительных точек ее крепления в целях обеспечения устойчивости положения.

175

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Рациональное проектирование железобетонных арок Дмитрий АНЦИПЕРОВСКИЙ, главный архитектор проекта ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Дмитрий ЖДАНОВ, директор ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Сергей ЛУЗГИН, технический директор ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Денис ИГНАТУШИН, начальник отдела ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Анастасия СКУРИХИНА, заместитель начальника отдела ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск)

Рис. 1. Расчетная схема q

Известно, что бетон значительно лучше работает на сжатие, чем на растяжение. Поэтому повышение прочности бетонных и железобетонных конструкций связано с подбором параметров, понижающих растягивающие деформации, как правило, за счет увеличения сжимающих деформаций. Наиболее эффективно эта задача решается путем выбора формы оси арки и распределением внешней нагрузки. Однако не всегда есть возможность отступить от заданной формы оси и приложить дополнительную нагрузку в нужных точках арки. Повысим прочность железобетонной арки за счет дополнительных усилий, приложенных к ее концам и рациональным распределением арматуры по сечению.

Рис. 2. Поперечное сечение арки

ρ RАy RBy

θ

P

P A

B

zA1 > 0 h z A2 > 0

Ключевые слова: арка, расчет, деформация.

Р

ассмотрим полукруглую шарнирно опертую арку, правый шарнир которой подвижен. Арка находится под действием заданной вертикальной равномерно распределенной нагрузки, интенсивности q и силы P (рис. 1), которую подберем так, чтобы растягивающие деформации в прямоугольном поперечном сечении были минимальные. Запишем осевую силу и изгибающий момент: N (θ) = – RAycosθ +Psinθ – qpθcosθ M (θ) = – RAyp(1 – cosθ) + Ppsinθ + + qp2(–θcosθ+sinθ) (1) где RAy = 1/2 qπρ. Растягивающие деформации будут минимальными при P = (π/2 – 1)qρ. Это значение силы P соответствует реакции в аналогичной трехшарнирной арке, когда третий шарнир врезан посередине, а правый шарнир неподвижен. Введем предположение, что высота сечения много меньше радиуса кривизны, и, принимая гипотезу плоских сечений, запишем деформацию в произвольной точке сечения через деформацию оси и

176

изменение кривизны оси арки: ε = ε0 + z∙χε (2) где ε0, χ – деформация и изменение кривизны оси арки. В общем случае осевое усилие и момент можно выразить через напряжения: N = ∫FσdF + σA1FA1 + σA2FA2 M = ∫FσdF + zA2 σA2 FA2 + zA2 σA2 FA2 (3) где zA1, zA2 – расстояние от армирующего слоя до оси (с учетом знака), σ, σA1, σA2 – напряжения в заполнителе (бетон) и в арматуре, FA1, FA2 – суммарная площадь арматуры в первом и втором армирующем слое соответственно, F – площадь бетона в сечении.

Известно, что диаграмма деформирования бетона нелинейная с самого начала нагружения (рис. 3). Так как предельная деформация растяжения намного меньше, чем сжатия, то закон деформирования бетона с достаточной точностью можно аппроксимировать полиномом третьей степени [1]. Запишем законы деформирования для бетона и арматуры: σ = Aε +Bε2 + Cε3 = A(ε0 + z∙χε) + + B (ε0 + z∙χε)2 + C(ε0 + z∙χε)3 σA1 = EAεA1 = EAε0 + EAzA1χ; σA2 = EAεA2 = = EAε0 + EAzA2χ (4)

Рис. 3. Диаграмма зависимости напряжения от деформации в бетоне

σ растяжение

Rl

εk

εμ

ε

сжатие

R

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Здесь A, B, C – коэффициенты, определяющие жесткостные свойства бетона, EA – модуль упругости арматуры. С учетом чего можно записать соотношения для внутренних силовых факторов: N = ε0 (AF + EAFA) + χ(AS + zA1EA1FA1 + + zA2EA2FA2) + BF ε02 + 2BS ε0χ + BJχ2 + + CEε03 + 3CSε02χ 3CJε0χ2 +CIε0χ3 M = ε0 (AS + zA1EA1FA1 + zA2EA2FA2) + + χ(AJ+( zA1)2 EA1FA1 + (zA2)2 EA2FA2) + + 2BS ε02 + 2BS ε0χ + BJχ2 + CEε03 + + 3CSε02χ 3CJχ2 +CIχ3 (5) Здесь S = ∫F zdF, J = J= ∫Fz2 dF, I = ∫Fz3 dF, K = ∫Fz4 dF (6) Рассмотрим прямоугольное поперечное сечение бетона. В этом случае S = 0, и I = 0. А значит (5) можно записать в виде: N = ε0 (AF + EA1FA1 + EA2FA2) + + χ(zA1EA1FA1 + zA2EA2FA2) + BF ε02 + + CEε03 + 3CJ ε0 χ2 M = ε0 (zA1EA1FA1 + zA2EA2FA2) + χ(AJ+ + ( zA1)2 EA1FA1 + ( zA2)2 EA2FA2) + + 3CJε0^2χ + 3CI ε0χ2 +CKχ3 (7) Так же для прямоугольного поперечного сечения J = bh3/12, K = bh5/80. Приравнивая (7) к (1), получим систему из двух нелинейных уравнений относительно ε0 и χ. Задав угол θ, по формулам (1) рассчитываем значения M и N в сечении с координатой θ и определяем ε0 и χ в этом сечении из системы нелинейных уравнений (7). Затем по формуле (2) вычисляем деформации в любой точке сечения. Максимальные (по модулю) деформации в бетоне возникают на верхней и нижней границах сечения: εup = ε0 + h/2∙χ, εdown = ε0 – h/2∙χ. (8) По формулам (8) определяются максимальные по модулю растягивающая εmax+ и сжимающая εmax– деформации по всей арке. Параметры арки подбирают таким образом, чтобы εmax+ ≤ ε*+ и εmax– ≤ ε*–, где ε*+ и ε*– – предельные деформации растяжения и сжатия бетона соответственно. Предельная деформация арматуры больше, чем предельная деформация бетона, поэтому деформации в арматуре можно не определять. Для расчета возьмем следующие исходные данные: b/h = 0.1; p/h = 10; FA/F=1/40; zA1/h = 1/2; zA2/h = –1/2; A/EA =5.57∙10–2; B/EA =1.216∙101; C/EA =6.07∙102; q/EAh =1.57∙10–7 где FA = FA1 + FA2 – суммарная площадь арматуры. Поперечное сечение постоянно по длине арки. Арматуру расположим на верхней и нижней границах сечения. Обозначим через k 1 = F A1/F; k2 = FA2/F (k1 + k2 = 1). Исследуем влияние распределения арматуры между

Рис. 4. Зависимость максимальной растягивающей деформации от распределения арматуры εmax

910-4

+

810-4 710-4 610-4 510-4 410-4

K1 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Рис. 5. Зависимость максимальной растягивающей деформации от распределения арматуры εmax

3x10-4

–

2x10-4

1x10-4

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Рис. 6. Деформации в верхней, нижней и средней точках сечения с координатой θ 1x10-3 7.5x10-4 5x10-4 2.5x10-4

–2.5x10-4 –5x10-4 – 7.5x10-4 – 1x10-3 – 1.25x10-3 – 1.5x10-3

первым и вторым армирующими слоями, задаваемое коэффициентом k1, на максимальные растягивающие и сжимающие деформации (рис. 4 и 5). Из рисунках 4 и 5 видно, что оптимальное значение k1 = 0,72, при котором растягивающие деформации минимальны. Известно, что ε*–/ε*+ < 5 [2]. На графиках рисунков 4 и 5 ε*–/ε*+ < 5. Следовательно, разрушение в бетоне наступит за счет растягивающих деформаций. На рисунке 6 представлены графики деформаций в верхней, нижней и средней точке сеТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

чения по длине арки. Литература 1. Немировский Ю.В. «Гибридное проектирование деревопластмассовых арок» – Проблемы оптимального проектирования сооружений. Доклад третьей Всероссийской конференции (15–17 апреля 2014 года). Новосибирск, 2014. – С. 289–300.

2. Пецольд Т.М., Тур В.В. Железобетонные конструкции. Основы теории, расчета и конструирования. – 2003. – 380 стр.

177

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Расчет каменных зданий на температурные воздействия в стадии возведения Александр НАРУШЕВИЧ, кандидат технических наук, Новосибирский Государственный АрхитектурноСтроительный университет (г. Новосибирск) Дмитрий АНЦИПЕРОВСКИЙ, главный архитектор проекта ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Анастасия СКУРИХИНА, заместитель начальника отдела ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Денис ИГНАТУШИН, начальник отдела ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Дмитрий ЖДАНОВ, директор ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск)

Расчет бескаркасных зданий на температурные воздействия, как правило, вызван необходимостью оценки значений растягивающих напряжений в кладке для назначения длины температурных блоков. Ключевые слова: расчет, здание, проектирование, температурные воздействия.

С

огласно [1], расстояние между температурно-усадочными швами необходимо определять расчетом, однако допускается принимать и без расчета, если длина температурного блока не превышает значений, указанных в таблице 33 [1]. Согласно данной таблице, расстояние между температурными швами зависит от средней температуры наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, вида кладки и марки раствора. Для условий города Новосибирска при выполнении кладки из керамического кирпича на растворах марки М50 и выше длина температурного блока не должна превышать 56 м.

Рис. 1. Общий вид конечно-элементной модели здания

178

При проектировании зданий коридорного типа часто его длина превышает на 10–15% предельно установленные значения и требует разделения здания температурными швами. Опыт эксплуатации каменных зданий с температурными швами показал, что одним из наиболее уязвимых мест являются стены, примыкающие к температурному шву. Либо из-за некачественного исполнения шва, либо из-за износа теплоизоляционных материалов, применяемых в зоне устройства шва, неизбежно происходит промерзание участков стен, примыкающих к нему. Восстановление эксплуатационной пригодности швов связано

с существенными материальными затратами и привлечением специализированных организаций. В связи с чем возникает необходимость более точного определения расстояния между температурными швами, что позволит увеличить длину температурного блока и соответственно уменьшит количество температурных швов, что, в свою очередь, отразится на материалоемкости объекта (исключаются парные стены), так и позволит исключить уязвимые места с точки зрения дальнейшей эксплуатации здания. Приведенные в [1] значения допустимых расстояний между температурными швами практически не претерпели существенных изменений со времени проведения широкомасштабных исследований каменной кладки в начале ХХ века. Значительный вклад в развитие методов расчета и конструирования элементов каменной кладки внес профессор Онищик Л.И. [2]. Препятствием для свободных температурных перемещений каменной кладки при понижении температуры являются фундаменты, которые находятся в условиях более высоких температур, а также стены перпендикулярного направления, тем самым вызывая в кладке растягивающие напряжения. Теоретический расчет температурных напряжений достаточно трудоемок, так как зависит от большого количества факто-

Рис. 2. Изополя температурных напряжений в кладке наружной стены (т/м2)

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

ров: жесткости фундамента, податливости участков стен перпендикулярного направления, наличия ослаблений в кладке, податливости швов кладки при растяжении, жесткости и схемы опирания перекрытия на стены и других факторов. В связи с этим максимальные допустимые расстояния между температурными швами в [1], [2] ограничивались приближенными расчетами, основанными на данных наблюдений за появлением температурных трещин в зданиях. В настоящее время массовое внедрение в практику проектирования современных вычислительных комплексов, основанных на методе конечных элементов, позволяет более точно оценить напряженное состояние несущих систем каменных зданий при воздействии температуры. В настоящей работе конечно-элементный анализ несущей системы бескаркасного кирпичного здания на температурные воздействия выполнен с использованием вычислительного комплекса Structure CAD (SCAD). Для вычисления и анализа значений температурных напряжений построена конечноэлементная модель 9-этажного кирпичного здания, размеры по крайним разбивочным осям составляют 54 12,9 м. Толщина наружных стен 510 мм, внутренней продольной стены 510 мм, внутренних поперечных 380, 510 мм. Несущая система здания образована стенами из каменной кладки, работающими по жесткой конструктивной схеме, монолитными железобетонными перекрытиями. Фундамент – монолитная железобетонная плита толщиной 600 мм. При построении конечно-элементных моделей приняты следующие предпосылки: стержневыми элементами моделируются балки, перемычки, пластинчатыми элементами: плита фундаментная, диски перекрытий/покрытие, стены. Сетка разбивки пластин на конечные элементы задана с учетом рекомендаций [3, 4]. Несущие стены из кладки смоделированы пластинамиоболочками (конечные элементы № 41– 50 – «плоские оболочки» – в библиотеке SCAD-а). Элементы позволяют получать оценки как компонентов плоского напряженно-деформированного состояния (сжатие-растяжение в плоскости) вместе с ортогональными к плоскости составляющими, так и компонентов изгибных напряжений-деформаций по двум осям с учетом толщин элементов. Плиты перекрытий и покрытия в расчетной схеме смоделированы пластинами (конечный элемент № 44 – «4-х угольный конечный элемент оболоч-

ки»). Плитный фундамент смоделирован пластинами (конечные элементы № 14–20 – «плиты»). Модули деформаций кладки приняты в соответствии с [1] как E = 0,5*Eo (Eo – модуль упругости (начальный модуль деформаций) кладки). Жесткость фундаментной плиты – с учетом ползучести, образования трещин, понижающий коэффициент к Eb принят равным 0,3, для изгибаемых элементов в соответствии с рекомендациями норм для машинных методов расчета с применением конечных элементов [5]. Приведенная жесткость монолитных перекрытий определялась по рекомендациям, приведенным в [6], как для растянутого бетона с трещинами с учетом податливости каменной кладки в местах заделки железобетонных перекрытий. Общий вид расчетной модели приведен на рисунке 1. В настоящей работе в качестве расчетного принят наиболее неблагоприятный случай работы кладки – понижение температуры зимой, в результате чего в кладке возникают растягивающие напряжения. Максимальное значение перепада между температурой замыкания и средней температурой элемента соответствует стадии возведения здания. Согласно [7], расчетное значение изменения средних температур по сечению элемента в холодное время года для кладки, не защищенной от воздействия солнечной радиации, составляет ∆tc = – 48,4 °C, перепад температуры по сечению элемента ∆υc = 0 °C. Для кладки, защищенной от воздействия солнечной радиации, расчетное значение изменения средних температур по сечению элемента в холодное время года составляет ∆tc = – 45,8 °C, перепад температуры по сечению элемента ∆υc = 0 °C. Согласно [1], значение изменения средних температур по сечению элемента для расчета в стадии возведения снижено на 20%. Результаты расчетного анализа показали, что значения температурных напряжений существенно зависят от жесткости и схемы опирания перекрытия на каменную кладку. В целом уровень растягивающих напряжений в кирпичной кладке варьируется в пределах 0,5–1 кг/см2 (рис. 2). Растягивающие напряжения превышают расчетное сопротивление кладки растяжению только в перемычечных зонах. Однако временного сопротивления эти напряжения не превышают, таким образом, трещины в кирпичной кладке от температурных деформаций не возникают. Максимальные значения растягивающих напряжений возникают в кладке бетонных ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

блоков стен подвала. Значения растягивающих напряжений в стенах подвала превышают до 4 раз временное сопротивление кладки растяжению, что свидетельствует об образовании трещин в кладке фундаментных блоков. Наличие значительных растягивающих напряжений в кладке из бетонных блоков вызвано большим коэффициентом линейного расширения, чем в кладке из кирпича, а также влиянием фундамента. Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы: ■ величина и распределение температурных напряжений в каменной кладке существенно зависят от жесткости и схемы опирания перекрытия на кладку; ■ для принятой конструктивной схемы здания с монолитным перекрытием, опертым по контуру, возможно увеличение длины температурного блока, при этом растягивающие напряжения в локальных зонах кирпичной кладки и кладки из бетонных блоков (для стен подвала) необходимо армировать; ■ в настоящее время в нормах отсутствуют параметры температурного перепада для конструкции фундамента, что требует проведения комплекса научноэкспериментальных исследований для определения этих значений при различных параметрах (наличие либо отсутствие подвального этажа, режим эксплуатации и других факторов); ■ требуют уточнения деформативные характеристики каменной кладки, согласно [1] кладка рассматривается как изотропный материал. Для более корректного вычисления значений температурных напряжений кладку необходимо рассматривать как ортотропный материал с соответствующим назначением деформативных характеристик кладки. Литература 1. СП 15.13330.2012 «Каменные и армокаменные конструкции».

2. Онищик Л.И. Каменные конструкции / Онищик Л.И. – Москва: Стройиздат, 1939. – 209 с.

3. SCAD Office. Вычислительный комплекс SCAD/ Руководство пользователя. – Москва, 2009.

4. Интегрированная система анализа конструкций Structure CAD/ Руководство пользователя. Киев, 2000.

5. СП 52-103-2007 «Железобетонные монолитные конструкции зданий».

6. Руководство по проектированию каменных и армокаменных конструкций. – Москва, 1974.

7. СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия».

179

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Оптимальное расположение опор технологических трубопроводов при расчете на самокомпенсацию подвесной системы не могут не сказаться на напряжениях в отдельных элементах трубопроводов, а следовательно, на надежности эксплуатации трубопровода в целом.

Сергей ЛУЗГИН, технический директор ООО «ТехЭксперт» Дмитрий ЖДАНОВ, директор ООО «ТехЭксперт» Александр ПОЛИНГЕР, начальник отдела ООО «ТехЭксперт» Александр МАЛАХОВ, начальник отдела ООО «ТехЭксперт» Алексей ЛЕОНТОВИЧ, главный инженер АО «Экспертная организация «С-КОНТРОЛЬ»

Постановка задачи

При строительстве предприятий нефтяной, химической и нефтехимической промышленности значительный объем составляют работы по изготовлению и монтажу технологических трубопроводов. Технологические трубопроводы работают в разнообразных условиях, находясь под воздействием значительных давлений и высоких температур, и претерпевают периодические охлаждения и нагревы. Ключевые слова: расчет, технологический трубопровод, самокомпенсация.

П

ри изменении температуры транспортируемого продукта и окружающей среды трубопроводы подвержены температурным деформациям. В результате этих деформаций в системе возникают значительные продольные усилия, оказывающие давления на закрепленные точки. Учитывая большую протяженность трубопровода, его суммарное удлинение создает усилия на точки крепления и может достигать больших величин. Для защиты трубопровода от нагрузок, возникающих при изменении температуры, его проектируют и конструктивно выполняют так, чтобы он имел возможность свободно удлиняться при нагревании и укорачиваться при охлаждении без выхода из строя. Как правило, этого добиваются, вводя в прямолинейные участки трубопровода П-образные компенсаторы – труба изогнутая в форме буквы П (рис. 1). Поэтому возникает необходимость в расчете таких трубопроводов на

самокомпенсацию: определяются напряжения, которые появляются в трубопроводах, и оценивается их прочность [1, 2, 3]. Также необходимым этапом в исследовании трубопроводов является анализ оптимальной расстановки опор и подвесок. Кроме восприятия весовых нагрузок в случае необходимости они должны обеспечивать требуемое перемещение трубопровода, возникающее вследствие теплового расширения. Неподвижные опоры необходимо располагать исходя из условия самокомпенсации находящегося между ними участка трубопровода; при невозможности соблюдения этого требования в трубопровод между неподвижными опорами должны вставляться компенсирующие устройства или должна быть изменена трассировка трубопровода. Правильная расстановка опор основывается на анализе расчета прочности трубопровода и передаваемых им нагрузок на оборудование. Отклонения от оптимальной загрузки опорно-

На трубопровод в течение всего времени его эксплуатации действуют следующие нагрузки: 1) нагрузки от давления транспортируемой среды; 2) нагрузки от веса труб, транспортируемой среды и тепловой изоляции трубопровода; 3) компенсационные нагрузки от теплового удлинения. Наиболее существенный вклад в напряженно-деформированное состояние трубопровода вносят температурные нагрузки. Убедиться в этом можно, рассмотрев прямолинейный участок трубопровода острого пара, эксплуатируемого на Красноярском заводе цветных металлов. Длина участка 5,8 м, труба сталь 20 3779, давление 0,8 МПа, температура среды 220 °С, участок закреплен двумя опорами по концам. В таблице 1 приведены максимальные эквивалентные напряжения (по IV теории прочности) для каждого вида нагрузки. Итак, будем считать, что в трубопроводе действуют только температурные нагрузки, а влиянием остальных будем пренебрегать. Трубопровод будем моделировать системой прямолинейных (трубы) и криволинейных (отводы) стержней, что значительно упростит задачу. Опорно-подвесную систему можно свести к трем основным расчетным случаям:

Рис. 1. Схема П-образного компенсатора

Таблица 1. Напряжения от нагрузок в трубопроводе Действующая нагрузка

Температурные нагрузки

Внутреннее давление

Весовые нагрузки

σ, МПа

477,6

8,58

0,375

180

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

■ заделка (запрещает линейные и угловые перемещения опорного сечения); ■ шарнирная опора (допускает свободное вращение опорного сечения, но устраняет перемещения в любом направлении); ■ плавающая опора (допускает свободное вращение опорного сечения и его перемещение вдоль плоскости качения, но запрещает смещения из плоскости качения). Такие опоры дают возможность стержню беспрепятственно изменять свою длину при изменении температуры и тем самым устраняют возможность появления температурных напряжений). В результате действия температурной нагрузки в стержневой системе, моделирующей трубопровод, возникнет сложное нагружение: растяжение-сжатие, кручение и изгиб. Такую задачу можно решить методами сопротивления материалов [4], однако проще привлечь к расчету программные продукты, основанные на методе конечных элементов. Часть опор на трубопроводах запрещает перемещаться опорному сечению вниз, но не ограничивает перемещений вверх (трубопровод лежит на опоре). Назовем такие опоры свободными. Наличие свободных опор усложняет обычную линейную задачу и сводит ее решение к итерационному алгоритму: ■ Первая итерация. Исследуем перемещение трубопровода, расположенного только на шарнирных опорах (свободные опоры убираем). Рассматриваем точки, в которых должны были стоять свободные опоры. Если вертикальное перемещение в такой точке отрицательно (трубопровод сместился вниз), то ставим в эту точку плавающую опо-

ру (запрещаем вертикальное перемещение в этой точке).

■ Вторая итерация. Повторно исследуем перемещение трубопровода при схеме расположения опор, принятой после проведения первой итерации. Если в этом случае появляются точки, смещающиеся вниз, то эти перемещения ограничиваем дополнительным набором плавающих опор аналогично первой итерации.

■ Последующие итерации. Итерационный процесс осуществляем до тех пор, пока ни один из участков трубопровода не будет иметь отрицательные перемещения в местах расположения свободных опор.

Пример расчета В качестве примера возьмем трубопровод острого пара, эксплуатируемый на Красноярском заводе цветных металлов. Типоразмеры труб 3779 и 3258, материал сталь 20, давление 0,8 МПа, температура среды 220 °С. Схема трубопровода представлена на рисунке 2. Напряжения представлены на рис. 3: σmin = –494.92 МПа, σmax = –0.767 МПа. Рассмотрим участок, где напряжения достигают наибольшей по модулю величины (рис. 4). Напряжение величиной σmin = –494.92 МПа возникает на участке, расположенном между двумя шарнирными опорами. Такая ситуация вызвана тем, что шарнирные опоры не дают трубопроводу свободно расширяться. Это напряжение превышает допускаемое [σ]=140 МПа, и условие прочности не выполняется. Рассмотрим различные варианты устранения подобной ситуации: ■ Одну из шарнирных опор заменяем плавающей опорой (рис. 5). В данном

Рис. 2. Расчетная схема расположения опор

случае опора № 2 – плавающая, а № 1 – шарнирная. σmin = –75.09 МПа, σmax = –0.11 МПа. Исходя из полученного результата, заметим, что при такой расстановке опор участок трубопровода получил возможность к самокомпенсации, а напряжения при этом уменьшились ниже допускаемых.

■ Обе шарнирные опоры заменяем плавающими опорами (рис. 6): σmin = –75.00 МПа, σmax = –0.32 МПа. Из полученных результатов видно, что такой вариант расположения опор тоже уместен. Литература 1. Григорьев Л.Я. Самокомпенсация трубопроводов. Л., «Энергия», 1968. – 152 с.

2. Лямин А.А., Скворцов А.А. Проектирование и расчет конструкций тепловых сетей. – 2-е изд., доп. и перераб. – Издательство литературы по строительству, 1965. – 294 с.

3. Рудомино Б.В., Режмин Ю.Н. Проектирование трубопроводов тепловых сетей, Л., «Энергия», 1970. – 208 с.

4. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов: учебник для вузов – 9-е изд., перераб. – М.: Наука. 1986. – 512 с.

Рис. 3. Напряжения в трубопроводе

Рис. 4. Опасный участок

Рис. 5. Опасный участок с замененной опорой

Рис. 6. Опасный участок с двумя замененными опорами

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

181

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Эффективное использование

механизированных грузозахватных приспособлений автоматического действия Александр МАЛАХОВ, начальник отдела ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Анатолий КОЛМАКОВ, инженер-механик, ведущий эксперт на подъемных сооружениях Научно-практического центра Института перспективных транспортных технологий и переподготовки кадров СГУПС (г. Новосибирск) Роман ПУЧНИН, кандидат технических наук, инженер-механик, доцент кафедры Высшей математики СГУПС (г. Новосибирск) Сергей ЛУЗГИН, технический директор ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Александр ПОЛИНГЕР, начальник отдела ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск)

Выполнен анализ эффективности применения новой нормы ФНП ПС по снижению номинальной грузоподъемности крана в случае его использования с механизированным съемным грузозахватным приспособлением (типа грейфера, спредера, грузового магнита). Показана недостаточная обоснованность введенных норм и существенное завышение необходимых для обеспечения безопасности минимальных требований. Предложена ее замена более лояльными требованиями, а в случаях применения крана для перевалки конкретных (конечных) объемов грузов, рекомендацией установки на кране механизированного СГП с номинальной грузоподъемностью не более 0,8 от номинальной грузоподъемности крана. Предлагается ввести в ФНП ПС норму, позволяющую владельцам кранов возможность выбора действий между установкой СГП со сниженной, относительно номинальной грузоподъемности крана, несущей способностью или соответствующего уменьшения нормативного срока эксплуатации крана, в случае его применения с СГП. Рекомендуется выполнить редакцию п. 86 и Приложения 2 ФНП ПС и дополнить Приложение методикой расчета сокращенного нормативного срока эксплуатации крана, для случая его применения с механизированным СГП автоматического действия. Ключевые слова: грузоподъемный кран, техническое устройство, съемное грузозахватное приспособление, грейфер, спредер, механизированный грузозахватный орган, режим эксплуатации, режим нагружения, группа классификации крана, Правила устройства и безопасной эксплуатации кранов, Федеральные нормы и правила, Правила промышленной безопасности, нормы прочности, нормативный срок эксплуатации, технический ресурс, ресурс крана, номинальная грузоподъемность, безопасность кранов, обоснование безопасности, прочность конструкций, запас прочности.

В

Федеральных нормах и правилах промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых применяются подъемные сооружения [6], впервые введены нормы снижения номинальной грузоподъемности для кранов [6, с.36, 77–78, 114], оснащенных механизированным или электрифицированным грузозахватным приспособле-

182

нием автоматического действия (СГП) [1, 2]. Введение нормы обосновано увеличением числа циклических нагрузок, которые испытывает кран в целом при работе с механизированным грузоза­ хватным приспособлением автоматического действия, таким как грейфер, контейнерный спредер, грузовой магнит и т.д. Применение грузозахватного устройства автоматического действия

позволяет значительно повысить производительность крана [8, 10], так как при его применении исчезает необходимость выполнения вручную строповочных операций. Кроме этого, при использовании автоматических захватных устройств существенно повышается безопасность работы крана на объекте обслуживания [10, с. 8]. При проектировании крана для ожидаемых условий его применения, в соответствии с [4, 5, 7–8 с.] определяется его расчетная группа классификации (режим использования) [3, с. 4, 4, с. 5–7]. Группа классификации определяется сочетанием значения класса использования, имеющего 10 градаций (U0-U9), и режима нагружения (Q1 – Q4), который характеризуется коэффициентом распределения нагрузок Кр. Класс использования крана определяется количеством максимального числа типовых циклов нагружения, действие которых испытает машина за контрольный период (нормативный срок эксплуатации) в ожидаемых условиях (таблица 1). Коэффициент распределения нагрузок рассчитывается по следующей формуле: Кр = Σ[Ci/Ct х(Pi/Pmax)m], (1) где Сi – количество нагрузок (циклов) i-го уровня, ожидаемых в процессе эксплуатации; Сt – общее количество нагрузок (циклов эксплуатации), ожидаемых в эксплуатации; Pi – характерная нагрузка (амплитуда) i-го уровня; Pmax – максимальная (номинальная) расчетная нагрузка для условий применения объекта; m – в общем случае показатель кривой выносливости материала критической детали конструкции. В конкретном случае принято для упрощения расчетов и по принципу «в запас», m = 3 [4, 5]. Если значение Кр не превосходит 0,125 – режим нагружения объекта называется легким и обозначается Q1; 0,125 ≤ Кр ≤ 0,250– умеренный, Q2; 0,250 ≤ Кр ≤ 0,500 – тяжелый Q3; 0,51 < Кр ≤ 1,0 – весьма тяжелый (Q4). Для найденного сочетания Кр (Qi) и значения класса использования объекта (Ui) по специальной таблице (табл. 1) [4,5] определяется группа классификации машины. Данные таблицы 1 не носят строго детерминированного характера в отношении механики разрушения конструкций, но отражают общие качественные принципы взаимосвязей физических процессов, определяющих стойкость конструкции к воздействию нагрузок циклического характера.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Таблица 1 Режим нагружения

Кр, коэффициент распределения нагрузок

Q1-легкий

0,125

Q2-умеренный

0,250

Q3-тяжелый

0,500

Q4-весьма тяжелый

1,00

Класс использования Uo,

U1

U2

U3

U4

U5

U6

U7

U8

U9

Максимальное число рабочих циклов 1,6104

3,2104

6,3104

1,25105

2,5105

5105

1106

2106

4106

>4106 А8

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А1

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

А2

А3

А4

А5

А6

А7

А8

Выражение (1) является формулой для подсчета условной повреждаемости конструкции по базовому значению напряжения, возникающего в конструкции при действии номинальной нагрузки, с коэффициентом наклона кривой выносливости по материалу, равным m = 3.0 . Отметим, что для большинства конструкционных сталей значение этого коэффициента лежит в пределах 3,7–4,2. Считается, что снижение его до m=3,0 не только упрощает выполнение расчетов, но и обеспечивает дополнительный запас расчетной прочности (стойкости) материала. При установке на кране СГП автоматического действия возрастает доля нагрузок, характерных для номинальной грузоподъемности установленного СГП. Если СГП подобран рационально, значение его номинальной грузоподъемности будет близко к номинальной грузоподъемности крана. Работа крана с таким изменением вызовет изменение распределения нагрузки, сместив его в область более тяжелых режимов нагружения. Для того, чтобы вернуть кран в область расчетных значений режима нагружения, необходимо соответствующим образом изменить значение коэффициента нагружения. Это возможно сделать двумя путями: изменением числа циклов соответствующей нагрузки (Ui) или изменением нагрузки в характерном рабочем цикле, соответствующей номинальной грузоподъемности установленного СГП. Кр = Σ[kгCi/kгCt х(kгPi/Pmax)m]. В первом приближении изменение параметра Кр пропорционально 3-й степени коэффициента изменения нагрузки (грузоподъемности) при характерном цикле эксплуатации. В действующих ФНП ПС принят самый невозможный случай. Считается, что установленный СГП обеспечивает грузоподъемность, равную номинальной грузоподъемности крана, что соответствует редко реализуемому на практике «весьма тяжелому» режиму нагружения. При этом постоянно ведется речь о работе объекта со сниженной грузоподъ-

емностью, то есть в режиме нагружения, заведомо более низком, чем «весьма тяжелый». А такой режим нагружения в нормативных документах характеризуется значением Q3 (тяжелый), для которого значение коэффициента распределения нагрузки около 0,50. При этом, если кран спроектирован для применения с режимом А3(Q1, U4), а после установки автоматического СГП эксплуатируется в тяжелом режиме нагружения (Q3), то для приведения его условий эксплуатации к расчетным (А3) необходимо уменьшить значение Кр с 0,500 до 0,125, то есть в 4 раза. Если добиваться этого снижением нагрузки в характерном рабочем цикле (Pi), то для этого необходимо иметь номинальную грузоподъемность установленного СГП не более (kгРном/Pном)m = 0.125, (kг)m = 0.125, kг =(0.125)1/3= 0.50, в долях от номинальной грузоподъемности крана. Для крана, спроектированного для применения в режиме Q2 (умеренный), kг = 0, 629 = 0,63. Для крана, спроектированного для применения в тяжелом режиме (Q3), kг =1,0. Таблица определения группы классификации крана не содержит промежуточных градаций. Поэтому любые экстраполяции условий не могут иметь места. В приведенных тезисах приводятся рекомендации устанавливать на кран СГП, для которого его номинальная грузоподъемность ниже, чем для крана в целом. Весь расчет снижения грузоподъемности приведен для определения параметров СГП, рекомендованного к установке на кран с определенными характеристиками. Такой подход полностью соответствует положению, принятому в п.1 «Классификация» стандарта [1, с. 3]. Мировой опыт применения механизированных грузозахватных устройств подтверждает их высокую безопасность и эффективность. Параметр номинальной грузоподъемности является основной и одной из наиболее важных характеристик грузоподъемной машины. Сни-

жение номинальной грузоподъемности крана влечет за собой обратный эффект, снижение расчетной производительности машины или требует на том же участке работ установки более тяжелого крана, что сопряжено с непроизводительными затратами. В случае работы крана с механизированным грузозахватным приспособлением на конечный объем нагрузки (например, объем песка, привезенного баржей, или определенный объем металлолома) приводит к увеличению числа рабочих циклов, необходимых для выполнения производственного задания. По статистическим данным [7, 8, 9, 10], применение механизированного СГП позволяет уменьшить время рабочего цикла, по сравнению с работой в крюковой компоновке, от 3 до 5 раз. С учетом собственного веса СГП, в случае грейфера или контейнерного спредера, составляющего до 0,5Qном, реальная производительность по переваливаемому материалу увеличится от 1,5 до 2,5 раза. И эта величина, при рациональном выборе СГП, практически не зависит от номинальной грузоподъемности крана. Таким образом, при работе на груз конечного объема краном, оснащенным механизированным СГП, количество циклов рабочей нагрузки увеличится в 3–5 раз, время работы на выполнение задания сократится в 1,5–2,5 раза, что обеспечит выполнение контрольного задания с увеличением числа циклов рабочей нагрузки примерно в 2 раза. Такое увеличение количества циклов нагружения переводит машину в следующее значение класса использования. Для того, чтобы вернуть машину в ее расчетную группу классификации, достаточно уменьшить примерно в 2 раза коэффициент распределения нагрузки Кр, то есть, в первом приближении, добиться (kг)m = 0,5. При m=3, kг = (0,5)1/3 = 0,7937 ~0,8. Таким образом, для выполнения проектных условий расчета крана на стойкость к воздействию нагрузок циклического характера (по группе классификации), при переводе его с крюкового режи-

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

183

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы ма на работу с механизированным грузозахватным приспособлением типа грейфера или контейнерного захвата, достаточно ограничить варианты устанавливаемых на нем СГП условием: номинальная грузоподъемность СГП не более 0,8Qном крана в целом. Приведенный вывод вполне соответствует рекомендации по подбору грейфера, содержащейся в разделе 1 стандарта [1, с. 3]. Возможно иное решение рассматриваемой задачи. Номинальная грузоподъемность является фундаментальным параметром грузоподъемной машины, и изменять его при смене грузозахватного оборудования крайне нежелательно. Увеличение числа циклических нагрузок в пределах проектной номинальной грузоподъемности крана не изменяет расчетных условий обоснования его прочности, а значит, вполне допустимо для безопасной эксплуатации машины, но при этом изменяются расчетные параметры стойкости конструкции к воздействию этих нагрузок, ее ресурсные характеристики. В условиях сложившейся модели эксплуатации грузоподъемной техники, четко просматривается два основных периода: эксплуатация крана в пределах нормативного срока эксплуатации и эксплуатация машины за пределами этого срока. В течение первого периода эксплуатация крана выполняется по принципу «гарантированного ресурса», предполагающего низкую вероятность отказа несущих элементов конструкции машины и обязательства изготовителя по устранению появившегося дефекта при его обнаружении. На втором этапе вероятность появления дефекта не нормируется. Поэтому для его своевременного обнаружения вводятся обязательные периодические проверки технического состояния частей машины, с периодами меньшими, чем время развития не обнаруженного в обследовании дефекта до опасных для эксплуатации размеров. Такой подход к эксплуатации называется «эксплуатация машины по ее текущему состоянию». Особенности эксплуатации машины в течение этих периодов не входят в предмет этой статьи, но нормативный срок эксплуатации машины определяется на стадии ее проектирования и уточняется в испытаниях и при ее опытной эксплуатации. При этом нормативный срок эксплуатации машины, как правило, отличается от ее технического расчетного ресурса в разы. Значение коэффициента запаса, на который рекомендуется разделить оценку расчетного технического ресурса машины к воздействию эксплуатационных нагрузок циклического характера в ожидаемых

184

Таблица 2. Значения коэффициента снижения ресурса (нормативного срока эксплуатации) Кip для различных сочетаний проектной и фактической групп классификации объекта Оцениваемая группа режима Расчетная группа режима по проекту крана

А3

А4

А5

А6

А7

А8

U3 (1,25105)

U4 (2,5105)

U5 (5105)

U6 (1106)

U7 (2106)

U8 (4106)

А1–А3

1,0

2,0

4,0

8,0

16,0

32,0

А4–А5

0, 125

0,5

1,0

2,0

4,0

8,0

А6–А7

0,063

0,125

0,5

1,0

2,0

4,0

А8

0,016

0, 032

0,063

0,125

0,5

1

условиях эксплуатации, для кранов, по Гохбергу М.М. [8, с. 92–95], может достигать 89. При таких разбросах оценки ресурса совершенно оправданной представляется эксплуатация крана за пределами нормативного срока эксплуатации. Сложившаяся в России практика показывает, что эксплуатация кранов по принципу «текущего технического состояния» не вызывает ни технических, ни экономических трудностей и обеспечивает эффективную и безопасную эксплуатацию рассматриваемой группы техники. Поэтому представляется оправданным подход на уменьшение нормативного срока эксплуатации машины при ее применении с механизированным грузозахватным приспособлением с сохранением ее номинальной грузоподъемности. При этом владелец машины может произвести расчет изменения ресурсных характеристик машины, для ожидаемых условий применения крана, по данным бортового накопителя информации или рассчитать его по имеющейся модели эксплуатации традиционным методом. Пересчет ресурсных характеристик крана может быть выполнен с использованием данных, приведенных в таблице 2. Данные этой таблицы позволяют оперативно оценивать изменение ресурсных характеристик объекта в зависимости от изменения условий его эксплуатации. Если владелец применяет грузоподъемный кран, спроектированный для среднего режима использования с группой А5 в тяжелых условиях (А7), то его расчетный ресурс эксплуатации, указанный в техническом паспорте, например 20 лет, уменьшится в 4 раза и составит всего 5 лет. Таким образом, введенная ФНП ПС норма уменьшения номинальной грузоподъемности грузоподъемного крана при его оснащении механизированным съемным грузозахватным приспособлением автоматического действия представляется существенно завышенной и полностью неоправданной с позиции экономической эффективности применения грузоподъемных машин. Пред-

лагается уменьшить ее до значения 0,8 и оставить владельцам кранов возможность выбора действий между снижением номинальной грузоподъемности машины или соответствующего уменьшения нормативного срока ее эксплуатации. Рекомендуется выполнить актуализацию п. 86 и Приложения 2 ФНП ПС, дополнить Приложение методикой расчета сокращенного нормативного срока эксплуатации крана для случая его применения с механизированным грузо­ захватным приспособлением автоматического действия. Литература 1. ГОСТ 24599-87 «Грейферы канатные для навалочных грузов. Общие технические условия».

2. ГОСТ 18579-79 «Устройства подъемные среднетоннажных универсальных и специализированных контейнеров массой брутто до 6.0 т включительно. Технические условия».

3. ГОСТ 28609-90 «Краны грузоподъемные. Основные положения расчета».

4. ГОСТ 25546-82 «Краны грузоподъемные. Режимы работы».

5. ИСО 4301/1-86 «Краны грузоподъемные. Классификация».

6. Федеральные нормы и правила «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых применяются подъемные сооружения» (утверждены приказом Ростехнадзора от 12 ноября 2013 года № 533).

7. РД 31.46.07-87 «Грейферы канатные для навалочных грузов. Типовые расчеты на прочность».

8. Брауде В.И., Гохберг М.М., Звягин И.Е. и др. Справочник по кранам под ред. Гохберга М.М., том 1, Л., Машиностроение, 1988. – 536 с.

9. Александров А.А., Гохберг М.М., Ковин А.А. и др. Справочник по кранам под ред. Гохберга М.М., том 2, Л., Машиностроение, 1988. – 559 с.

10. Козлов Ю.Т., Обермейстер А.М., Протасов Л.П. Грузозахватные устройства. Справочник. М., Транспорт, 1980. – 223 с.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Нормативные проблемы эксплуатации грейферных кранов

Александр МАЛАХОВ, начальник отдела ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Анатолий КОЛМАКОВ, инженер-механик, ведущий эксперт на подъемных сооружениях Научно-практического центра Института перспективных транспортных технологий и переподготовки кадров СГУПС (г. Новосибирск) Сергей ЛУЗГИН, технический директор ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Александр ПОЛИНГЕР, начальник отдела ООО «ТехЭксперт» (г. Новосибирск) Алексей ЛЕОНТОВИЧ, главный инженер АО «Экспертная организация «С-КОНТРОЛЬ» (г. Новосибирск)

В статье приведены результаты анализа эффективности применения отдельных норм прочности [4], актуальных для канатно-блочной системы грузового подъема крана, оснащенного механизированным грузозахватным устройством. На примере грейферного подъема угольного крана-перегружателя типа ТА-КРАФ, грузоподъемностью 25 тс, показана избыточность нормативных требований к прочности грузовых канатов подъема грейфера, принятых в документе [4], обоснована достаточность запаса прочности на уровне 4,5–5,0 единиц и выдвинуто предложение о внесении изменений в Приложения 4 и 6 действующих Федеральных правил (ФНП ПС) в части нормативных значений запасов прочности грузовых канатов, применяющихся в составе устройств двухбарабанных грузовых подъемов, оснащенных механизированным грузозахватным приспособлением. Ключевые слова: грузоподъемный кран, грейферный кран, механизированный грузозахватный орган; электрифицированный грузозахватный орган, коэффициент запаса прочности, коэффициент использования каната, стальной канат, грузовой канат, несущий канат, Федеральные нормы и правила, федеральные нормы и правила безопасности грузоподъемных кранов, замена каната, замена грузового каната, замена каната грейферного крана

О

снащение грузоподъемных кранов механизированными грузозахватными устройствами автономного действия позволяет значительно увеличить их производительность [1, 5, 7, 8, 9, 11], а также существенно повысить общую безопасность производства работ, вследствие исключения присутствия персонала на площадке обслуживания. Повышение производительности работы грузоподъемной машины влечет за собой увеличение числа циклических нагрузок, которое, как правило, учитывается путем изменения группы классификации механизмов и грузоподъемного крана в целом. Российские нормы прочности грузоподъемного оборудования установлены сочетанием рациональной практики эксплуатации и расчетно-теоретических требований. При таком подходе четкость применяемых требований зависит от проработанности установленных требований.

В отношении грузоподъемных канатов, работающих в составе подъема, оснащенного грузозахватным устройством автоматического действия (грейфером, спредером и т.д.), применяется ряд слабо связанных между собой нормативных требований. Эксплуатация канатов регулируется нормами VI раздела ФНП ПС, пункты с 195 по 201 [4, 54–56 с.]. При этом канат должен соответствовать: ■ условиям проектной и эксплуатационной документации машины [4, 54 с.]; ■ значению коэффициента использования каната от Zp = 7,1, при группе классификации М7, до 9.0, в случае группы классификации М8 [4, 80 c.]; ■ нормам по браковке каната (нормам на предельный износ, количеству обрывов проволок, требованиям к форме и состоянию элементов) [4, 82 c]. В дополнение к этому приложение 2 к ФНП ПС [4, 77–78 с.] требует снижения номинальной грузоподъемности подъТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

емного сооружения в случае оснащения его механизированным и/или электрифицированным грузозахватным приспособлением. Если искать информацию в справочниках по кранам, например [5, 250 с.], в таблице V.2.4. «Коэффициенты «n» (Zp по обозначениям, принятым в ФНП ПС) по Правилам Госгортехнадзора» для грейферных двухмоторных лебедок указано значение Zp = 6, а для одномоторных грейферных лебедок Zp = 5.0. Значение Zp = 9,0 указано только для канатов, предназначенных для подъема устройств с людьми. Приведенные значения полностью соответствуют общепромышленным требованиям ГОСТ на проектирование грузовых лебедок и тяговых средств [1, 2, 3, 7, 9]. Таким образом, в нормах на проектирование и эксплуатацию грузовых лебедок с применением механизированных грузозахватных приспособлений существует разногласие по значению коэффициента запаса прочности грузовых канатов. Увеличение значения коэффициента запаса прочности с 6,0 до 9,0, принятое в действующих нормах, объясняется односторонним учетом возрастающего количества эксплуатационных нагрузок циклического характера, действующими на кран, оснащенный механизированным захватом, но при этом не учитывается повышение общей безопасности работ, обусловленное отсутствием персонала на обслуживаемой площадке. Другим обстоятельством, не учтенным при назначении коэффициента безопасности для канатов грузовых подъемов кранов с механизированными грузозахватными устройствами, является наличие двухбарабанной (двухмоторной) грузовой лебедки, для которой полный обрыв одного из подъемных канатов не означает падения (потерю связи) грузозахватного органа. Специализированные краны с механизированным грузозахватным устройством, грейферные, контейнерные перегружатели и т.д., оснащаются двумя однотипными лебедками (механизм замыкания и механизм поддержания механизированного ГЗП). Устройство лебедок допускает как их совместную работу на подъем груза, так и раздельную работу. В связи с этим каждая лебедка рассчитывается на обеспечение режима автономной работы как наиболее тяжелого для нее

185

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы по эксплуатационным нагрузкам. Кроме того, как правило, на такие лебедки устанавливается по два отдельных грузовых каната, работающих одновременно, при полностью симметричных механических нагрузках. Таким образом, каждое механизированное захватное устройство подобного типа оказывается подвешенным на 4 независимых канатах, из которых как минимум два каната всегда работают в паре, нагружаются симметричными одинаковыми нагрузками. В этих лебедках практически реализован принцип двукратного резервирования, что обеспечивает их повышенную надежность. В связи с наличием больших запасов прочности в каждом канале восприятия эксплуатационных нагрузок, полное разрушение одного канала восприятия нагрузок не приводит к потере грузозахватного органа и лишь снижает значение коэффициента запаса прочности. Наиболее ответственные детали грейфера проектируются с коэффицинентом запаса прочности до 2,0. Исходя из типового устройства подъемной лебедки, это позволяет ограничить нижнее значение коэффициента запаса прочности каната подобного подъема, уровнем 4,0. Тогда в случае полного разрушения одного из несущих канатов общий запас прочности системы снизится до 2.0, что равно условиям проектирования самого грузозахватного органа (грейфера, спредера и т.д.) [9, 156 с.; 7, 4 с.]. Рассмотренный случай учитывает самые жесткие условия, возможные в эксплуатации. В реальной практике работы крана режим подъема груза начинается на этапе завершения режима замыкания грузозахватного органа (а у контейнерных кранов вообще строго только после завершения режима замыкания) и выполняется одновременной работой обеих подъемных лебедок, то есть 4 независимых канатов, работающих одновременно на подъем захваченного груза. Рассмотрим действие норм ФНП ПС на конкретном случае, с которым столкнулись эксперты в октябре 2015 года. В экспертную организацию обратился владелец крана грейферного перегружателя ТА-КРАФ, установленного на угольном складе ТЭЦ, с просьбой согласования замены канатов крана. Номинальная грузоподъемность крана 25 т. На кране установлен грейфер емкостью 12 м3, собственным весом 12,5 т. По проекту изготовителя кран оснащен двухлебедочным канатным подъемом (механизм замыкания грейфера и механизм поддержания грейфера) с канатами номинального диаметра 28,5 мм. Для замены владелец заказал ка-

186

наты диаметром 30,5 мм типа ТЛК-О по ГОСТ 3079-80, (30,5-Г-В-Л-Н-Р-1960 ГОСТ 3079-80, конструкции 6х37(1+6+15+15)+1), длина 320 м. Канат из стальной проволоки с б = 200 кг/мм2, с суммарным разрывным усилием проволок 692220 Н. Разрывное усилие каната в целом 574 542, 6 Н, 58 567 кгс. Это наиболее прочный канат, пригодный по диаметру сечения для укладки в ручьи канатных барабанов машины владельца. Выбор каната не оптимален, и решение отягощено многими отрицательными особенностями, но является приемлемой вынужденной мерой. В соответствии с данными [5, 257–280 с.], канатные барабаны подъемных лебедок изготавливаются для применения с группой канатов по типоразмеру Rканат ≤ 1,1Rканавки барабана. Это обстоятельство позволяет эксплуатировать подъем с канатом не более 1,1 Dканата номинал. В данном случае максимальный допустимый диаметр каната составляет не более 30,8 мм. Предложение владельца по применению каната диаметром 30,5 мм по эксплуатационным условиям приемлемо. Однако и этот канат обеспечивает реальный запас прочности не более 4.685, в то время как по нормам ФНП ПС должно быть не менее 9.0. Поскольку более прочные канаты допустимой размерной группы отечественной промышленностью не производятся, для обеспечения указанного соответствия остается одна возможность: уменьшение полезной грузоподъемности. Предложенный канат, при Zк = 9.0, обеспечивает полезную грузоподъемность не более 13 т.

(58 567 кгс/9,0)2 = 13014,9 кгс ≈ 13 т) Так как установленный канатный грейфер весит 12,5 т, то для обеспечения нормативных эксплуатационных параметров, в случае применения предполагаемого каната, необходимо снизить полезную грузоподъемность крана до 0,5 т (и это при применении самого прочного каната из допустимой размерной группы). Решение неэффективное по требованиям обслуживаемого технологического процесса. В качестве следующей итерации решения поставленной задачи владельцу крана было предложено оснастить объект грейфером емкостью 6,5 м3, с собственным весом 6,0 т. При его установке максимальный вес поднимаемого краном груза (вес зачерпнутого угля + собственный вес грейфера) составит от 11,9 т до 13,1 т (для различных сортов применяемого угля, с удельным весом от 0,9 до 1,1 т/м3). При таком решении полезная грузоподъемность крана (по углю)

будет снижена почти в 2 раза. Приведенный пример характеризует тот уровень экономических потерь, который владелец крана вынужден нести в связи с исполнением нормы ФНП ПС. С учетом отмеченных особенностей устройства грузоподъемных кранов, оснащенных двухбарабанными подъемными лебедками управления, механизированными грузозахватными органами и особенностей их применения, представляется рациональным ввести для канатов норму запаса прочности (коэффициента использования) на уровне значений в 4,5–5,0 единиц, учитывая наличие двукратного резервирования в системе подъема и повышения безопасности персонала, вызванное выводом людей из зоны обслуживания крана. Принятие данного предложения позволит восстановить параметры экономической эффективности рассматриваемой группы технических устройств при сохранении уровня безопасности, заданного в их проектировочных расчетах. Литература 1. ГОСТ 24599-87 «Грейферы канатные для навалочных грузов. Общие технические условия».

2. ГОСТ 8572-69 «Грейферы двухчелюстные канатные общего назначения. Основные параметры».

3. ГОСТ 18579-79. «Устройства подъемные среднетоннажных универсальных и специализированных контейнеров массой брутто до 6.0 т включительно».

4. Федеральные нормы и правила промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых применяются подъемные сооружения» (утверждены приказом Ростехнадзора от 12 ноября 2013 года № 533).

5. Справочник по кранам под ред. Гохберга М.М. в 2-х томах. Машиностроение. Л., 1988, том 2. – 559 с.

6. Подъемно-транспортное оборудование. Каталог-справочник под ред. Скворцова Б.М. М., Машиностроение.

1962. – 429 с.

7. РД 31.46.07-87 «Грейферы канатные для навалочных грузов. Типовые расчеты на прочность. Методика».

8. Козлов Ю.Т., Обермейстер А.М., Протасов Л.П. Грузозахватные устройства. Справочник. М., Транспорт, 1980. – 223 с.

9. Таубер Б.А. Грейферные механизмы. М., Машиностроение, 1967. – 424 с.

10. Зенков Р.Л. Методика расчета грейферов. Тр. Внииптмаш, 1966, вып. 8. –72 с.

11. Потехин Ю.А. Грейферы для круглого леса. ЦНИИТЭИ по лесной, целлюлозобумажной и деревообрабатывающей промышленности. М., 1968. – 38 с.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Диагностика и экспертиза объектов Елена ПРЯХИНА, ведущий инженер ООО «СпецЭнергоПром» Константин БАБЕНКО, технический директор ООО «СпецЭнергоПром» Евгений АШУРКОВ, генеральный директор ООО «СпецЭнергоПром» Роман ГУБАРЕВ, начальник лаборатории неразрушающего контроля ООО «СпецЭнергоПром» Дмитрий ВОЛОДИН, дефектоскопист ООО «СпецЭнергоПром»

Различные строительные конструкции должны удовлетворять требованиям надежности. Основной инструмент экспертизы – техническое диагностирование, в рамках которого решается задача продления срока безопасной эксплуатации. Ключевые слова: надежность, экспертиза промышленной безопасности, техническое диагностирование.

Р

азличные строительные конструкции, будь то здание больницы или главный корпус электростанции, оболочка ядерного реактора или аквапарк, дороги и мосты, должны удовлетворять требованиям надежности (термин по ГОСТ 27.002–89). Техническое состояние более 50% строительных конструкций, зданий и сооружений, эксплуатируемых в Российской Федерации, оценивается как «ограниченно работоспособное» или «недопустимое» (термины по СП 13-102-2003). Согласно Федеральному закону от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О безопасности опасных производственных объектов», понятие «промышленная безопасность» обозначает «состояние защищенности жизненно важных интересов личности и общества от аварий на опасных производственных объектах и последствий указанных аварий». Перечень производственных объектов, отнесенных к опасным, приведен в Приложении 1 к Федеральному закону № 116-ФЗ. Техническое диагностирование – это определение технического состояния объекта, в процессе которого могут решаться несколько задач: определение вида технического состояния (работоспособное, неработоспособное), определение причин отказа, прогнозирование технического состояния (ГОСТ 20911–89). Широко распространенный термин «обследование» не имеет определения по ГОСТ. Это, по сути, синоним термина

«техническое диагностирование». Техническое диагностирование на объектах, не поднадзорных Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору, может проводиться компетентными специалистами для решения одной или комплекса задач в любое время по желанию владельца объекта. Для зданий и сооружений такую работу рекомендуется проводить согласно СП 13-102-2003, РД 22-01.97. Экспертиза промышленной безопасности осуществляется согласно Федеральному закону от 21 июля 1997 года

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

№ 116-ФЗ «О безопасности опасных производственных объектов». Чаще всего, основанием для нее бывает окончание расчетного срока службы или авария (отказ). Основной инструмент экспертизы – техническое диагностирование, в рамках которого решается задача продления срока безопасной эксплуатации. Экспертизу должна проводить аккредитованная экспертная организация, имеющая в штате экспертов, аттестованных в «Системе экспертизы промышленной безопасности». Владелец объекта и специализированная организация, выполняющая техническое диагностирование или экспертизу промышленной безопасности, должны учитывать, что обязательные требования изложены в нормативнотехнических документах, зарегистрированных в Минюсте Российской Федерации. Остальные документы носят рекомендательный характер и используются по усмотрению специализированной организации. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. ГОСТ 27.002–89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения».

187

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Надежность и проблемы наладки высокотемпературных паропроводов Елена ПРЯХИНА, ведущий инженер ООО «СпецЭнергоПром» Евгений АШУРКОВ, генеральный директор ООО «СпецЭнергоПром» Константин БАБЕНКО, технический директор ООО «СпецЭнергоПром» Роман ГУБАРЕВ, начальник лаборатории неразрушающего контроля ООО «СпецЭнергоПром» Дмитрий ВОЛОДИН, дефектоскопист ООО «СпецЭнергоПром»

В статье рассмотрены расхождения между расчетными и фактическими тепловыми перемещениями в результате расчета паропровода по модели с малым коэффициентом подобия или неверной оценки состояния ОПС. Ключевые слова: тепловые перемещения, напряжения самокомпенсации, расчетная модель, опорно-подвесная система.

В

соответствии с Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей (ПТЭ), тождественность фактических тепловых перемещений реперных точек паропроводов высокого и сверхвысокого давлений расчетным значениям – одно из основных условий их надежной эксплуатации. Из двух частей тождества базовыми принято считать результаты проектных или проверочных расчетов, к которым при наладке (оперативной регулировкой состояния элементов опорноподвесной системы) должны подстраиваться фактические перемещения, определяющиеся температурой среды в паропроводе, а также величиной и распределением напряжений самокомпенсации и весовых (НСВ) по его длине. Механизм влияния НСВ на надежность паропроводов не до конца определен. В расчетах паропровод принимают в виде жесткой стержневой системы, в которой, в соответствии с представлениями таких дисциплин, как сопротивление материалов и строительная механика, трещины, расположенные перпендикулярно его продольной оси, считаются результатом воздействия НСВ. Такие тре-

188

щины находятся, как правило, в зонах термического влияния (ЗТВ) сварных соединений. В соответствии с расчетом НСВ должны отрицательно влиять на надежность гнутых участков паропровода, на металл которых действуют также напряжения от внутреннего давления (НВД). По опыту известно, что зоны наиболее вероятного разрушения гибов находятся на наружной и внутренней поверхностях соответственно, вдоль лобовой и нейтральной образующих. Паропроводы спроектированы таким образом, что при их прогреве все гнутые участки должны работать в режиме упругого изгиба. Чем податливее гиб, тем сильнее влияние на его надежность НСВ. Наиболее податливый гиб может быть определен по величине прироста угла изгиба во время прогрева паропровода. Так как податливость гиба, зависящая от величины момента сопротивления по длине гиба, – величина переменная, то на анализируемом паропроводе может оказаться гиб меньшей общей по-

датливости, но с большой локальной, и этот участок гиба может стать очагом разрушения. Учитывая имеющийся научно-технический опыт, следует считать маловероятным расчетное выявление таких участков и их локальную разгрузку за счет проведения наладочных мероприятий. В большинстве случаев при одинаковых условиях эксплуатации напряжения в разрушенных гибах по сравнению с напряжениями в неразрушенных не максимальны, а в подавляющем большинстве меньше допустимых. На практике ни одна электростанция не делает повторную наладку, так как отраслевой опыт показал, что наличие или отсутствие наладки невозможно увязать с надежностью паропровода. Более того, можно утверждать, что не налаженные, спроектированные в 50-е годы и рассчитанные вручную паропроводы при сопоставимой временной базе работают более надежно, чем спроектированные позднее. Расхождения между расчетными и фактическими тепловыми перемещениями получаются в результате расчета паропровода по модели с малым коэффициентом подобия или неверной оценки состояния опорно-подвесной системы. Если расчетная модель не соответствует фактическому состоянию паропровода и его ОПС, то она должна быть заменена. И если расчетная модель максимально соответствует реальному состоянию паропровода, то расчет должен объяснить, почему паропровод после прогрева занял свое фактическое положение. Очевидно, что поверочные расчеты имеет смысл выполнять лишь в том случае, если их результаты описывают реальное состояние паропровода.

При прогреве все гнутые участки паропроводов должны работать в режиме упругого изгиба

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Дефекты при оценке ресурса элементов котлов и трубопроводов Елена ПРЯХИНА, ведущий инженер ООО «СпецЭнергоПром» Евгений АШУРКОВ, генеральный директор ООО «СпецЭнергоПром» Константин БАБЕНКО, технический директор ООО «СпецЭнергоПром» Роман ГУБАРЕВ, начальник лаборатории неразрушающего контроля ООО «СпецЭнергоПром» Александр УСТЮЖАНОВ, инженер I категории ООО «СпецЭнергоПром»

Для теплоэнергетического оборудования, имеющего длительные сроки службы, которые в ряде случаев превышают проектные в два–четыре раза, актуальна проблема проведения расчетов элементов трубопроводов и сосудов при наличии трещин, с целью оценки возможного их подроста и прогнозирования характера разрушения (течь, разрыв). Ключевые слова: теплоэнергетическое оборудование, трещина, прочностной расчет, барабан.

В

основе системы, обеспечивающей безопасность эксплуатации котлов и трубопроводов, лежит концепция вязкого разрушения, перераспределения напряжений, вызванная пластичностью материала, следствием чего является замедленный рост дефектов и исключение внезапных разрушений, имеющих катастрофический характер. Действующие в теплоэнергетике нормы и правила запрещают эксплуатацию конструкции с трещинами, в то время как используемые методы контроля не могут исключить возможность пропуска единичных дефектов типа трещин, расположенных в труднодоступных для контроля зонах. Особенно актуальна указанная проблема в атомной энергетике, где уже в Нормах расчета на прочность сосудов и трубопроводов АЭС (ПНАЭ-Г-7-002-86) было введено понятие расчетного дефекта – поверхностной полуэллиптической трещины, располагающейся как в гладкой части, так и в зонах концентрации напряжений. Для теплоэнергетического оборудования, имеющего длительные сроки службы (40–50 лет или 300–400 тысяч часов эксплуатации), проблема проведения расчетов элементов трубопроводов и сосудов при наличии трещин. Расчет производится в два этапа. На первом этапе определяется возможный под-

рост трещины на прогнозируемый (планируемый) срок эксплуатации. Для элементов ТЭС, работающих при умеренных температурах, подрост трещины определяется суммарным воздействием статической и циклической нагрузки. На втором этапе, после того как проведена оценка протяженности и глубины трещины на планируемый срок службы, прогнозируется характер разрушения: глобальное разрушение конструкции или утечка среды до начала разрушения. Для элементов, работающих в зоне вязкого разрушения, может быть эффективно использована концепция «течь перед разрушением» (ТПР). В качестве примера рассмотрим вопрос о прогнозировании возможности и характера разрушения барабанов котлов высокого давления. Внутренний диаметр барабана обычно лежит в пределах 1 600– 1 800 мм, толщина стенки 90–115 мм. Материал – сталь 22К или 16ГНМ. Типичным эксплуатационным дефектом являются коррозионно-усталостные трещины на кромках отверстий водоподводящих труб, обычно расположенных на нижней образующей барабана. В процессе эксплуатации барабан подвергается действию циклов нагружения от внутреннего давления и перепадов температур. Кроме того, необходимо учитывать наличие остаточных напряжений, возникающих при ремонтных подварках. ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Как показал опыт длительной эксплуатации, наиболее опасная ситуация возникает при гидравлических испытаниях барабанов высокого давления, поскольку в ряде случаев переходная температура хрупкого разрушения сталей 22К и 16ГНМ может достигать 60–80 °С, а обычная температура проведения гидроиспытаний не превышает 20 °С. В условиях нормальной эксплуатации, когда температура металла лежит в пределах 320– 350 °С, катастрофическое разрушение исключается в силу перехода материала в «вязкое» состояние. Однако при этом возможна утечка среды (образование свищей) в зоне развития трещин при статическом и циклическом нагружении барабана. В зависимости от условий нагружения и протяженности трещины, эксплуатационные дефекты могут приводить либо к снижению надежности, либо к авариям. Типичными технологическими дефектами металла барабанов первых выпусков (60–70-х годов) прошлого века являются дефекты сварных швов (непровары, трещины) и так называемый «расслой» металла листа, который представляет собой скопления раскатанных шлаковых включений, располагающихся обычно в средней трети толщины стенки. При оценке влияния такого типа дефектов, параллельных поверхности листа, следует учитывать, что напряженное состояние в днищах и обечайках, возникающее от основной нагрузки – внутреннего давления, не способствует развитию расслоения. В обечайках и днищах котельных барабанов рост расслоений может происходить от неравномерностей температурного поля, возникающего при пусковых режимах и колебаниях температуры, связанных с перемешиванием питательной воды и т.д. Кроме того, в днищах росту расслоения могут способствовать касательные напряжения от действия внутреннего давления, а расслоение, находящееся вблизи концентраторов напряжений (отверстия, сварные швы), подвергается действию местных напряжений. По данным разрушающего контроля «сплошное» по результатам УЗК расслоение представляет собой совокупность расположенных вблизи дефектов. Поэтому определено, что близко расположенные расслоения при пусковых режимах могут сливаться. Таким образом, при расчете отдельные расслоения, расположенные на одном уровне по толщине обечайки или достаточно близко друг к другу, следует аппроксимировать одним расслоением, поэтому основным мероприятием обеспечения безопасности в этом случае является контроль границ расслоения.

189

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Проблемы выверки схождения ходовых колес грузоподъемных кранов Сергей ПТУХИН, технический директор ООО «ТЕХТРАНСГРЭС» (г. Екатеринбург) Сергей СМИРНОВ, генеральный директор ООО «ТЕХТРАНСГРЭС» (г. Екатеринбург)

Проведен анализ направления движения крана по крановому пути. Обоснована актуальность применения единых параметров и терминов для измерения положения и выверки крановых колес. Проведена оценка эффективности методик измерения схождения крановых колес. Ключевые слова: главное направление крана, направляющие устройства, схождение колес крана.

И

звестно, что проблема интенсивного износа ходовых колес грузоподъемных кранов и рельсов крановых путей может быть успешно решена путем выверки схождения крановых колес [1]. К сожалению, в настоящее время в нормативных документах и у специалистов в области выверки схождения ходовых колес кранов нет единого определения базы, относительно которой нужно измерять положение и выверять крановые колеса. Для решения этой проблемы проведем анализ. Анализ направления движения крана по крановому пути Для анализа применимы следующие термины: ■ направляющие устройства – это сегменты ребордных колес на уровне головки рельса или обоймы направляющих боковых роликов для кранов с безребордными колесами; ■ главное направление крана – это направление горизонтальной линии, проходящей через центры направляющих устройств; ■ схождение колеса крана – это угол между плоскостью вращения колеса и главным направлением крана; ■ схождение колеса – это угол между плоскостью вращения колеса и направлением движения его центра. Иллюстрация к первым двум терминам приведена на рисунке 1. Для упрощения анализа условно исключим перекосные нагрузки и влияние отклонений рельсов кранового пути: ■ отклонения рельсов от прямолиней-

190

ности и по вертикали равны нулю; ■ расстояние между рельсами по колее на всем протяжении пути имеет постоянное значение. Рассмотрим следующие случаи взаимного расположения колес крана и рельсов. Первый случай: ■ боковой зазор между ребордами колес (роликами обойм) и головкой рельсов условно равен нулю (ширина головки рельса и расстояние между ребордами колеса условно равны); ■ центры сегментов ребордных колес (роликовых обойм) на уровне головки рельса совпадают с центрами рельсов. В этом случае очевидно, что направление движения крана совпадает с главным направлением крана, поперечное усилие между рельсом и колесом зависит от величины схождения колеса, и при нулевом схождении всех колес их качение по рельсам будет происходить без поперечных усилий, связанных с перекосом. Анализ первого случая показывает – измерять положение и производить выверку колес следует относительно главного направления крана. Второй случай: ■ боковой зазор между ребордами колес (роликами обойм) и головкой рельсов имеет некоторое значение; ■ главное направление крана условно совпадает с направлением рельсов; ■ схождения колес крана равны нулю. В этом случае при передвижении крана по рельсам поперечные усилия меж-

ду рельсом и колесом будут минимальны, кран будет передвигаться по крановому пути без перекоса. Анализ второго случая показывает – измерять положение и производить выверку колес следует также относительно главного направления крана. Третий случай: ■ боковой зазор между ребордами колес и головкой рельсов имеет некоторое значение; ■ главное направление крана может не совпадать с направлением рельсов (возможен перекос крана на рельсовом пути). Рассмотрим два этапа движения крана в этом случае. Первый этап третьего случая – когда реборды не касаются рельсов, следовательно, кран перемещается по наиболее вероятному направлению «свободного» движения до момента касания реборд. Важным показателем этого этапа является длина его пути, которая будет уменьшаться обратно пропорционально увеличению угла между главным направлением крана и направлением наиболее вероятного «свободного» движения. При совпадении наиболее вероятного направления «свободного» движения крана с главным направлением крана длина пути первого этапа может приближаться к длине кранового пути. Анализ первого этапа третьего случая показывает – измерять положение и производить выверку колес следует относительно главного направления крана. Второй этап третьего случая – реборды колес касаются рельсов, и кран перемещается по их направлению. На этом этапе в случае, если колеса установлены в главном направлении, кран может длительно перемещаться после некоторого выравнивания без перекоса (главное направление крана совпадает с направлением рельсов), поперечные усилия, связанные с перекосом, будут незначительны. На втором этапе кран также может перемещаться и с перекосами в разные стороны. В этом случае для проведения анализа применим метод «фокусирова-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Рис. 1. Схема направляющего устройства и главное направление крана Обойма боковых роликов

L2

L1

4

Х2

Рис. 3. Схема наиболее вероятного направления движения крана

γ

б2

а2

В2

В1/2

В2/2

Х главное направление крана

В

Рис. 2. Схема измерений по методу «струнных створов» б1

Х1 Центр направляющего устройства 2–4

Центр направляющего устройства 1–3 3

а1

В1

В1/2

секторы ребордных колес 2

L1/2

1

А

В1

А

L2/2

D

А-А

Р

Направление наиболее вероятного движения крана

Q

б4

а4

б3

γ

а3

ния», а именно примем следующие условия и ограничения: ■ угол перекоса равен углу между главным направлением крана и направлением рельсов; ■ наибольший угол перекоса крана равен допускаемому схождению колес; ■ величина схождения колес относительно главного направления крана равна нулю. Из вышесказанного следует очевидный вывод – схождение колес относительно направления движения крана не будет превышать допускаемого значения, следовательно, поперечные усилия на колеса будут в пределах допустимых значений. Анализ второго этапа третьего случая показывает – измерять положение и производить выверку колес следует относительно главного направления крана. Общие выводы по результатам проведенного анализа: 1. Измерять положение и производить выверку ходовых колес крана следует относительно главного направления крана.

2. Для передвижения колес крана по рельсам с допустимыми поперечными нагрузками в связи с возможным перекосом крана необходимо установить допуск перекоса крана на рельсовом пути. Принимая во внимание вводы проведенного анализа, рассмотрим применяющиеся в настоящее время методы измерения крановых колес, метод струнных створов, метод стандарта ISO 11630 и метод Птухина С.В. (патенты № 89513 и № 2412105).

1. Метод «струнных створов». Данный метод нередко применяется на практике и приводится в инструкциях по эксплуатации мостовых кранов, схема измерений по методу «струнных створов» приведена на рисунке 2. Метод струнных створов заключается в том, что в плоскости на уровне осей колес устанавливают относительно центров колес параллельные между собой струны, от которых измеряют расстояния аi и bi до наружной грани колеса. Вычисляют перекос колеса по формуле φi = (аi – bi)/Di. Очевиден вывод – измерение положения колес в данном методе производится относительно системы отсчета, направление которой может существенно отличаться от главного направления крана в связи с возможным развалом колес. Применение метода «струнных створов» не гарантирует качество выверки крановых колес.

2. Метод стандарта ISO 11630. Схема измерений по данному методу

0

R

X

аналогична схеме метода «по струне», но предполагает более точное измерение размеров. Метод основан на измерении положения координат четырех контрольных точек на торце колеса относительно базового направления системы координат и предусматривает: ■ выбор базового направления системы координат; ■ разбивку геодезического прямо­ угольника; ■ измерение расстояний от сторон геодезического прямоугольника до колес; ■ расчет фактических отклонений колес в плане от проектных. Угол отклонения колес крана в плане определяют относительно наиболее вероятного направления «свободного» движения крана, учитывая «усредненный угол» (угол γ). На рисунке 3 приведена схема наиболее вероятного направления «свободного» движения крана относительно базового направления системы координат [3]. Очевиден вывод – измерение положения колес по методу ISO 11630 производится относительно наиболее вероятного направления движения крана, которое имеет случайный характер и с малой вероятностью может совпадать с главным

направлением крана. Применение метода стандарта ISO 11630 не гарантирует качество выверки крановых колес.

3. Метод Птухина С.В. Основной принцип метода: за базовое направление, относительно которого определяется перекос каждого колеса крана, принимается направление горизонтальной линии, проведенной на уровне головки рельса по центрам направляющих устройств (главное направление крана) согласно рисунку 1 [4]. Вывод: измерение положения колес по методу с использованием «лазерного уровня Птухина» соответствует основным выводам проведенного выше анализа. Применение этого метода может гарантировать качество выверки крановых колес. Литература 1. Журнал РСП ЭКСПЕРТ. – № 9. – 2015.

2. ISO 12488-1:2005/Cor.1:2008 «Краны. Допуски на колеса и ход и поперечные треки. Часть 1. Общие требования».

3. BS ISO 11630:1997 «Краны грузоподъемные. Измерение соосности колес».

4. МУ.ТТГ-1742-11. Методические указания по контролю положения колес механизмов передвижения кранов (грузовых тележек).

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

191

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Требования к владельцу при проведении экспертизы ПБ грузоподъемных кранов Вячеслав ШЕМЕТОВ, эксперт ЗАО «Техсервис» (г. Миасс) Константин РАЗДОБРЕЕВ, эксперт ЗАО «Техсервис» (г. Миасс) Фаниль ФАТКУЛЛИН, эксперт ЗАО «Техсервис» (г. Миасс) Владимир ФОКИН, эксперт ЗАО «Техсервис» (г. Миасс) Николай МОСКАЛЬЧЕНКО, эксперт ЗАО «Техсервис» (г. Миасс)

В соответствии с Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», при проведении ЭПБ технического устройства, применяемого на ОПО, требуется определять соответствие объекта экспертизы требованиям ПБ путем проведения анализа материалов, представленных на экспертизу, и его фактического состояния.

Д

ля определения фактического состояния грузоподъемных кранов необходимо провести их экспертное обследование, для чего владелец должен создать соответствующие условия для безопасного и качественного проведения работ: 1. Подготовить к обследованию грузоподъемный кран, а также выделить опытного машиниста крана на период проведения экспертного обследования.

2. Привести в соответствие с требованиями площадку, на которой устанавливаются грузоподъемные краны. Для самоходных грузоподъемных кранов наземного ориентирования (стреловые краны, краны-манипуляторы, вышки, подъемники и т.д.) площадка должна быть горизонтальной, имеющей отклонения от горизонтали не более +/– 0,5%, с твердым покрытием, способным выдержать давление до 686 кПа (7,0 кгс/кв. см), а для машин грузоподъемностью 63 т и более – не менее 784,5–980 кПа (8,0-10,0 кгс/кв. см). Площадка должна быть освобождена от постороннего оборудования, затрудняющего проведение испытаний. Размеры испытательной площадки, расположение окружающих сооружений (линии электропередачи, сооружений и т.п.) должны позволять вести работу с поворотом стрелы на 360 градусов. Для кранов на рельсовом ходу рельсовый путь и тупики должны соответствовать паспортным характеристикам. Мостовые краны на период обследования должны устанавливаться в зоне посадочных площадок, очищенных от мусора, снега, избытка влаги, смазки и вне зон технологического агрессивного воздействия

192

(высоких температур, выброса химических, газовых выделений и т.п.). Место установки грузоподъемных кранов на период их обследования должно быть ограждено соответствующими информационными знаками, освещено и доступно для установки дополнительных средств (оборудования для обследования металлических конструкций и механизмов на высоте), используемых при обследовании. На вводном устройстве, включающем грузоподъемный кран, должна быть табличка с надписью «Не включать, работают люди».

3. Подготовить контрольные грузы для испытания кранов, которые должны находиться в зоне обследования. Масса контрольных грузов не должна превышать необходимую массу более чем на 3 процента, а также быть ниже необходимой массы менее 3%.

4. Очистить грузоподъемный кран от грязи, смазки, обледенения, кожухи и крышки редукторов должны быть сняты, люки вскрыты и обеспечен доступ к осмотру каждого узла. Лестницы, перила, ограждения, люки должны быть исправны и отвечать требованиям техники безопасности.

5. Обеспечить на грузоподъемных кранах наличие таблички с обозначениями заводского номера, паспортной грузоподъемности и даты следующего полного технического освидетельствования. Надписи на табличке должны быть различимы с земли (с пола) и соответствовать данным в паспорте.

6. Обеспечить свободный доступ к ввод­ ному устройству, подающему напряжение на грузоподъемный кран. В отклю-

ченном состоянии вводное устройство запирается, надпись на нем «Крановый», корпус рубильника заземляется.

7. Зона обследования грузоподъемных кранов должна находиться вне зоны воздушных линий электропередачи.

8. Передача грузоподъемного крана на обследование должна оформляться приказом владельца. Для качественного проведения экспертизы и соблюдения сроков владелец предоставляет помещения для хранения материалов, приборов, инструментов и обеспечивает их сохранность, предъявляет экспертам техническую и эксплуатационную документацию обследуемого объекта (паспорт, руководство по эксплуатации, графики планово-предупредительных ремонтов, приказ об организации надлежащего надзора за грузоподъемными кранами, должностные и производственные инструкции, инструкции, определяющие действия работников в аварийных ситуациях на опасном производственном объекте, протоколы контроля качества ремонтов, копии сертификатов на примененные материалы, акты сдачи-приемки рельсового пути и т.п.). При соблюдении вышеуказанных условий обеспечивается качественное выполнение работ по определению оценки соответствия объекта экспертизы предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности и оформляется заключение о возможности дальнейшей эксплуатации грузоподъемных кранов, находящихся в работоспособном состоянии и выдержавших статические и динамические испытания. Литература 1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения» (утверждены приказом Ростехнадзора от 12 ноября 2013 года № 533).

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Ростехнадзора от 14 ноября 2013 года № 538).

3. РД 10-112-1-04 «Рекомендации по экспертному обследованию грузоподъемных машин. Общие положения».

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Реконструкция подземных стальных газопроводов Анна НИСТРАТОВА, инженер-исследователь ЗАО «Техсервис» (г. Миасс) Фаниль ФАТКУЛЛИН, эксперт ЗАО «Техсервис» (г. Миасс) Сергей ЖИВЛЮК, эксперт ЗАО «Техсервис» (г. Миасс) Николай МОСКАЛЬЧЕНКО, эксперт ЗАО «Техсервис» (г. Миасс) Иван МАРАТЕНКОВ, эксперт ЗАО «Техсервис» (г. Миасс)

Согласно Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления», газопроводы должны обеспечивать бесперебойное и безопасное транспортирование газа потребителям.

В

последние годы все большее значение приобретает проблема восстановления надежной работы подземных стальных газопроводов, имеющих значительную степень износа. Износ газораспределительной системы приводит к серьезным авариям. Замена таких газопроводов традиционным методом, то есть прокладкой новых стальных труб, связана с большими затратами, длительными сроками строительства, нарушением благоустройства городских территорий, нарушением движения транспорта. Повышение надежности систем газораспределения во многом зависит от применения современных технологий. В частности, применение полиэтиленовых труб (далее – ПЭ-труб) при реконструкции изношенных участков газопроводов является перспективным направлением и открывает возможности для безопасной эксплуатации и развития системы газораспределения. В настоящее время в России накоплен достаточно большой опыт по восстановлению работоспособности ветхих газопроводов путем протягивания в них полимерных труб (без разрушения старых). Технология протяжки внутри стального изношенного газопровода полиэтиленовой трубы разделяется на два вида: ■ протягивание обычной круглой трубы, при этом диаметр восстанавливаемого газопровода уменьшается; ■ протягивание профилированной (профильной) трубы, поперечное сечение которой временно уменьшено и которая восстанавливает свою первоначальную

форму, не изменяя существенно диаметр реконструируемого газопровода. Особенностью протяжки полиэтиленовых профилированных труб является то, что из-за сложенной формы при втягивании трубы в реконструируемый газопровод требуется лишь небольшое тяговое усилие. После монтажа деталей – законцовок полиэтиленовая профильная труба подвергается обратной деформации, сопровождающейся прогревом трубы при помощи пара под давлением. В результате этого активизируется специфическая для данного материала способность «воспоминания первоначальной формы», и деформированная ПЭ-труба приобретает круглое сечение, плотно прилегая к стенкам ветхого трубопровода. Изношенная металлическая труба используется как направляющий каркас и может служить дополнительной защитой (футляром). Для восстановления газопроводов методом протягивания должны применяться трубы из полиэтилена ПЭ80 (MRS = 8,0 МПа) и ПЭ100 (MRS = 10,0 МПа) по ГОСТ Р 50838–95. При применении труб с коэффициентом запаса прочности не менее 2,8 рекомендуется прокладка полиэтиленовых газопроводов давлением свыше 0,3 до 0,6 МПа на территориях поселений с преимущественно одно-, двухэтажной и коттеджной жилой застройкой. На территории малых сельских поселений разрешается прокладка полиэтиленовых газопроводов давлением до 0,6 МПа с коэффициентом запаса прочности не менее 2,5. При этом глубина прокладки должна быть не ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

менее 0,8 м до верха трубы. Таким образом, использование ПЭтруб существенно повышает надежность и долговечность систем газоснабжения, так как они служат значительно дольше стальных (гарантийный срок службы 50 лет, прогнозируемый срок службы – 100 лет) и их стоимость значительно ниже стоимости стальной трубы. Со временем пропускная способность ПЭ-труб не снижается (внутренняя поверхность трубы практически не зарастает), а, наоборот, из-за расширения материала увеличивается до 3% за весь срок эксплуатации. ПЭ-трубы не подвержены коррозии и зарастанию; стойки к воздействию большинства агрессивных сред и воды. Полиэтиленовые трубы в несколько раз легче стальных, что существенно упрощает их транспортировку и монтаж. Стыковая сварка полностью автоматизирована, а гибкость ПЭ-труб упрощает строительство и позволяет отказаться от покупки отводов. К тому же, применение длинномерных труб (на катушках или в бухтах) снижает количество сварных соединений в десятки раз. Все это значительно ускоряет строительство газопроводов и снижает их стоимость. Литература 1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления» (утверждены приказом Ростехнадзора от 15 ноября 2013 года № 542).

2. Комина Г.П., Прошутинский А.О. Гидравлический расчет и проектирование газопроводов: учебное пособие / Комина Г.П., Прошутинский А.О. СПбГАСУ. – СПб., 2010. – 148 с.

3. Ефремова Т.В. Проектирование и монтаж полиэтиленовых газопроводов: учебное пособие / Ефремова Т.В., Мариненко Е.Е., Кондауров П.П., Рябов С.Н. ВогГАСУ. – Волгоград, 2013. – 99 с.

4. ГОСТ Р 50838-95 «Трубы из поли­ этилена для газопроводов. Технические условия».

5. СП 42-103-2003 «Проектирование и строительство газопроводов из поли­ этиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов».

6. СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы».

193

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Программа обследования и оценки технического состояния строительных конструкций здания газовой котельной Олег БРАТЫГИН, эксперт ООО «Энерго-Эксперт» Юрий БАРАННИКОВ, начальник лаборатории металлов и сварки ООО «КамЭнергоРемонт» Ильдар САФИН, инженер-лаборант ООО «КамЭнергоРемонт» Сергей ДАВЫДЕНКО, генеральный директор ООО «Техэксперт КМВ» Михаил КОСТРОВСКИЙ, эксперт химической, нефтехимической промышленности ООО «Техэксперт КМВ» Сергей ПАТРИН, технический директор, начальник лаборатории НМК и ЭПБ ООО Экспертно-диагностического центра «ЛайнсЭксперт»

Целью проведения обследования является проверка износа и несущей способности строительных конструкций и сооружений, выявление дефектов, повреждений и деформаций, потери устойчивости конструкций, изменения характеристик вентиляции, дымоудаления, освещенности и взрывоустойчивости. Оценка фактического технического состояния и соответствие объекта обследования, а именно здания котельной, предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности, изложенных в НТД, а также определение возможности, условий и срока дальнейшей безопасной эксплуатации объекта экспертизы ПБ. Программа разработана на основании требований нормативной документации, действующей на территории России. Ключевые слова: обследование, техническое состояние, степень повреждения, дефекты, техническое диагностирование, здания, сооружения.

О

бследование здания и оценка проведены с целью выявления соответствия объекта требованиям ПБ и исследования технического состояния здания газовой котельной, включают в себя: ■ определение фактического состояния конструкций здания, их несущей способности; ■ условия возможности дальнейшей безопасной эксплуатации здания и установление нового срока экспертизы строительных конструкций; ■ выдачу рекомендаций по восстановлению несущей способности конструкций здания (при необходимости). Точная дата завершения строительства и ввода в эксплуатацию здания котельной неизвестна, по данным эксплуатиру-

194

ющей организации это событие произошло ориентировочно в 1976 году. Здание котельной одноэтажное, каркасное. Размеры здания в плане составляют 12 2007 000 мм (в осях «А-В/1-3»), 25 960 6 800 (в осях «Б-В/1-3»). Несущими конструкциями здания являются стены из силикатного кирпича толщиной 510 мм. Кровля выполнена из наплавляемых рулонных материалов.

Программа обследования и оценки технического состояния строительных конструкций здания газовой котельной на опасном производственном объекте газовая котельная включает в себя: 1. Анализ имеющейся технической документации.

2. Рассмотрение фактических условий воздействий на конструкции.

3. Проверка состояния конструкций: 3.1. Осмотр.

3.2. Обследование всех или отдельных конструкций.

3.3. Техническая диагностика (приборы, инструменты).

4. Составление заключения.

5. Выдача рекомендаций.

6. Специальные мероприятия: 6.1. В случае обнаружения аварийных мест; 6.2. Выполнение усиления конструкций с целью исключения потери устойчивости конструкций.

7. Выдача заключения по результатам проведенного обследования.

8. Внесение технических данных в Паспорт здания производится Инженерной службой заказчика. Результаты проведенного обследования: 1. Результаты анализа технической документации. Заказчик представил на рассмотрение технический паспорт на нежилое здание газовой котельной. Другой технической документации представлено не было ввиду ее отсутствия.

2. По результатам натурного обследования здания дефектов и повреждений категории «А» не выявлено. Здание газовой котельной соответствует требованиям промышленной безопасности.

Обследование здания и оценка проведены с целью выявления соответствия объекта требованиям промышленной безопасности и исследования технического состояния здания газовой котельной

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Целью проведения обследования является проверка износа и несущей способности строительных конструкций и сооружений, выявление дефектов, повреждений и деформаций, потери устойчивости конструкций, изменения характеристик вентиляции, дымоудаления, освещенности и взрывоустойчивости 3. По результатам замера прочности строительных конструкций установлено, что прочность в пределах нормы, здание газовой котельной пригодно к дальнейшей эксплуатации.

4. По результатам проверочных расчетов строительных конструкций выявлено, что конструкция здания ограничено работоспособная.

5. Согласно расчету, остаточный ресурс конструкций здания газовой котельной до капитального ремонта составляет 12 лет. Эксплуатация здания газовой котельной организована в соответствии с требованиями промышленной безопасности, сведения об авариях на объекте экспертизы отсутствуют. Техническое состояние объекта экспертизы отвечает требованиям промышленной безопасности. Выводы и рекомендации на основании проведенного обследования: Произведена оценка соответствия объекта экспертизы требованиям НТД.

1. К категории «А» относятся дефекты и повреждения особо ответственных элементов и соединений, представляющие опасность разрушения. Если в результате экспертизы обнаруживаются повреждения категории «А», то соответствующую часть конструкций следует немедленно вывести из эксплуатации до выполнения необходимого ремонта или усиления. Дефектов и повреждений категории «А» не выявлено.

2. К категории «Б» относятся дефекты и повреждения, не грозящие в момент осмотра опасностью разрушений конструкций, но способных в дальнейшем вызвать повреждения других элементов и узлов или при развитии повреждения перейти в категорию «А»: ■ Трещина стены раскрытием до 10 мм в осях «Б-В/3».

■ Выкрашивание кирпичной кладки на глубину до 50 мм в осях «Б/2-3».

■ Трещины стены раскрытием до 10 мм в осях «Б/2-3».

■ Разрушение кирпичной кладки с выпадением отдельных кирпичей в осях «Б-В/3».

3. К категории «В» относятся дефекты и повреждения локального харак-

тера, которые при последующем развитии не могут оказать влияния на другие элементы и конструкции (повреждения вспомогательных конструкций, площадок, местные прогибы и вмятины ненапряженных конструкций и т.д.): ■ Разрушение отмостки в осях «Б/2-3». По результатам проведенного обследования технического состояния выявлено, что здание соответствует требованиям промышленной безопасности. Техническое состояние здания классифицируется как ограниченно работоспособное (категория технического состояния конструкций, при которой имеются дефекты и повреждения, приведшие к некоторому снижению несущей способности, но отсутствует опасность внезапного разрушения и функционирование конструкции возможно при контроле ее состояния, продолжительности и условий эксплуатации) при условии выполнения мероприятий, указанных в плане корректирующих мероприятий. Мероприятия по контролю за состоянием здания газовой котельной: ■ обследование строительных конструкций здания специализированной организацией провести не позднее 2020 года (далее с периодичностью не более 5 лет); ■ обследование здания в объеме визуального осмотра ответственным по надзору за техническим состоянием проводить перед проведением и после окончания планового ремонта, но не реже одного раза в 12 месяцев (если нет иных указаний по срокам проведения в руководстве (инструкции) по эксплуатации), а также если характер и объем ремонта не вызывают необходимости внеочередного освидетельствования. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления» (утверждены приказом Ростехнадзора от 15 ноября 2013 года № 542). ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Рис. 1. Вид с улицы на здание котельной

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности для объектов, использующих сжиженные углеводородные газы» (утверждены приказом Ростехнадзора от 21 ноября 2013 года № 558).

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности подземных хранилищ газа» (утверждены приказом Ростехнадзора от 22 ноября 2013 года № 561).

4. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» (утверждены приказом Ростехнадзора от 12 ноября 2013 года № 101).

5. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 032/2013 «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением».

6. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования».

7. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».

8. РД-13-03-2006 «Методические рекомендации о порядке проведения вихретокового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах».

9. РД-13-04-2006 «Методические рекомендации о порядке проведения теплового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах».

10. ГОСТ 22690-88 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля».

11. ГОСТ 24332-88 «Кирпич и камни силикатные. Ультразвуковой метод определения прочности при сжатии».

12. ГОСТ 26824-2010 «Здания и сооружения. Методы измерения яркости».

13. ГОСТ 26629-85 «Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций».

195

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Консервация технических устройств на примере вертикальных стальных резервуаров Олег БРАТЫГИН, эксперт ООО «Энерго-Эксперт» Юрий БАРАННИКОВ, начальник лаборатории металлов и сварки ООО «КамЭнергоРемонт» Ильдар САФИН, инженер-лаборант ООО «КамЭнергоРемонт» Сергей ДАВЫДЕНКО, генеральный директор ООО «Техэксперт КМВ» Михаил КОСТРОВСКИЙ, эксперт химической, нефтехимической промышленности ООО «Техэксперт КМВ» Сергей ПАТРИН, технический директор, начальник лаборатории НМК и ЭПБ ООО Экспертно-диагностического центра «ЛайнсЭксперт»

В статье рассматривается установление соответствия принятых технических решений нормативным документам, регламентирующим требования к обеспечению достоверности информации, представленной в проекте на консервацию опасного производственного объекта, обоснованности результатов анализа риска аварий и достоверности разработанных и реализованных мер по обеспечению промышленной безопасности, а также мер по предупреждению и ликвидации ЧС на данном объекте. Ключевые слова: экспертиза промышленной безопасности, рабочий проект, консервация, резервуары, анализ риска.

О

бъектом экспертизы является рабочая документация (рабочий проект) на консервацию технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте. Консервации подлежат резервуары вертикальные стальные: ■ старый промежуточный парк РВС1000; ■ новый промежуточный парк РВС2000. Консервация технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, а также другого оборудования, приборов КИПиА производится согласно «Методике проведения операций по консервации опасных производственных объектов (нефтеперерабатывающих производств, резервуарных парков» [5] и РД 09-390-00 «Типовое положение о порядке организации и проведения работ по безопасной остановке на длительный период или консервации химически опасных промышленных объектов» [4]. Основанием для вывода оборудования из эксплуатации (консервация технических устройств) является письмен-

196

ное распоряжение руководителя предприятия. Рабочая документация (рабочий проект) консервации технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте», разработан проектной организацией на основании представленной заказчиком проектной документации, выполненной на данный объект. В состав проектной документации входят: ■ технические условия на подключение к инженерным сетям; ■ топографическая съемка М 1:500;

■ ситуационный план; ■ климатическая характеристика; ■ фоновые концентрации вредных веществ; ■ строительная геология. Технические решения, принятые в проекте, соответствуют требованиям экологических, санитарно-гигиенических, противопожарных и других норм, действующих на территории Российской Федерации, и обеспечивают безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объекта при соблюдении предусмотренных проектом мероприятий. Перед проведением работ по консервации оборудование, входящее в состав опасного производственного объекта, должно быть остановлено, отглушено от коммуникаций (трубопроводы, насосное оборудование), продуто паром, инертным газом (азот) и обесточено. Зона проведения работ огораживается по периметру сигнальной лентой с вывеской необходимых знаков безопасности. Приказом по предприятию назначается лицо, ответственное за подготовительные работы, а также лицо, непосредственно руководящее работами по консервации резервуаров. Непосредственное выполнение работ по консервации возлагается на обслуживающий персонал и сотрудников организации, владельца объекта. Одновременно определяется состав бригады по выполнению консервации и демонтажных работ, которая обеспечивается инструментом, спецодеждой, противогазами, аптечками. Проводятся инструктажи членов бри-

Перед проведением работ по консервации оборудование, входящее в состав ОПО, должно быть остановлено, отглушено от коммуникаций (трубопроводы, насосное оборудование), продуто паром, инертным газом (азот) и обесточено. Зона проведения работ огораживается по периметру сигнальной лентой с вывеской необходимых знаков безопасности

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

гады и проверка знаний инструкции по выполнению газоопасных и огневых работ. Перед началом проведения работ по консервации должна быть полностью обесточена вся зона опасного производственного объекта с вывешиванием предупредительных знаков (обозначений). Оборудование, подлежащее консервации (демонтажу) и пригодное для дальнейшей эксплуатации, должно быть законсервировано и сдано на ответственное хранение. Потери нефтепродуктов от утечек, разлива, смешения и аварий при консервации (демонтаже) оборудования могут быть полностью ликвидированы при соблюдении правил проведения работ по консервации (демонтажу) оборудования и при систематическом контроле за техническим состоянием технологического оборудования и трубопроводов. На территории объекта должна быть обустроена рабочая площадка для производства работ, а также площадка (под навесом) для хранения материала, инструмента и прочего. Рабочая площадка должна быть ограждена и оборудована средствами пожаротушения и предупреждающими надписями. Для обеспечения работы технических средств подводятся электрические кабеля с мощностью и напряжением в зависимости от используемых средств. Перед производством работ необходимо убедиться в исправности производственно-дождевой канализации, при необходимости прочистить ее и проконтролировать уровень воды в затворах. На подготовленной территории, свободной от постороннего оборудования и каких-либо предметов, располагаются необходимые для работ по консервации аппаратов технические средства, оборудование, приспособления и подручные средства: ■ грузоподъемные механизмы – автокран, тельфер, тали и т.д.; ■ транспортные средства – трактор, лебедки; ■ оборудование для резки металла – газорезка, воздушно-дуговая резка; ■ источники питания для резаков – сварочные преобразователи, сварочные трансформаторы; ■ монтажные приспособления и инструмент: ■ трос диаметром 12 мм, длиной 70 м; ■ трос диаметром 24 мм, длиной 40 м; ■ тросовые зажимы по необходимости: ■ талрепы, стяжки, стропы; ■ пневматические зубила, кромкорез-

ки, клинья, молотки, кувалды, и др.; ■ устройства и приспособления для демонтажных работ – инвентарные, строительные леса, подмости, люльки, стремянки и другие; ■ аптечка с необходимым набором медикаментов для оказания доврачебной помощи. Для выполнения работ по консервации оборудования все работники должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты в соответствии с отраслевыми нормами. Проектом консервации резервуаров на ОПО предусмотрено: ■ отключение технологических трубопроводов от технологической линии нефтебазы; ■ подключение к локальным очистным сооружениям (подземным емкостям) для аварийного освобождения трубопроводов от продукта. Отходы производства (обтирочные материалы, осадок с очистных сооружений, некондиционные нефтепродукты) предусматривается сдавать на утилизацию согласно заключаемым договорам. Твердый остаток (шлам) предусматривается сдавать на шламонакопитель согласно заключенным договорам со сторонними организациями. Для обеспечения безопасных условий труда при консервации, проектом предусмотрены необходимые мероприятия по противопожарной безопасности, взрывозащиты, молние– и электрозащиты. Согласно приведенным данным рабочая документация (рабочий проект) на консервацию технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, представленная для экспертизы промышленной безопасности, разработана для опасного производственного объекта химической неф­ техимической и нефтеперерабатывающей промышленности. В рабочей документации, представленной для экспертизы промышленной безопасности, приведены полное и сокращенное наименования организации, ее почтовый адрес, телефон, должность и фамилия руководителя. Опасный производственный объект после вывода из эксплуатации резервуаров, предназначен для приема, хранения и отпуска светлых и темных неф­ тепродуктов, с последующей отгрузкой неэтилированных нефтепродуктов, как в автоцистерны, так и в железнодорожные вагоноцистерны. Рабочая документация консервации резервуаров предусматривает: ■ проведение мероприятий по приведению объекта в соответствие требоТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

ваниям Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, неф­техимических и нефтеперерабатывающих производств» [9]. Рабочий проект на консервацию резервуаров разработан в соответствии с требованиями экологических, санитарногигиенических, противопожарных и других норм, правил, стандартов, действующих на территории РФ, обеспечивающих дальнейшую безопасную промышленную эксплуатацию объекта. По пожарной опасности производственный объект в соответствии с НПБ 105-03 относится к категории А. Категория производственного объекта отнесена к расходным складам категории III в соответствии с п.п. 1.1 и 10.1 СНиП 2.11.03-93 «Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы» [10]. Рабочая документация на консервацию резервуаров представляет собой комплекс мероприятий, предназначенных для вывода из эксплуатации РВС с последующим осуществлением деятельности по приему, хранению и отпуску нефтепродуктов. На основании экспертизы промышленной безопасности рабочей документации (рабочий проект) на консервацию технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте установлено: ■ рабочая документация выполнена в соответствии с действующими нормами и правилами в области промышленной безопасности; ■ достоверность и правильность представленной информации обеспечивает соответствие рабочей документации требованиям промышленной безопасности; ■ меры по обеспечению взрывозащиты и пожаробезопасности, предусмотренные рабочей документацией достаточны для дальнейшей безопасной эксплуатации опасного производственного объекта. Рабочая документация (рабочий проект) консервации технических устройств, а именно резервуаров, применяемых на опасном производственном объекте, соответствует требованиям промышленной безопасности.

Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О Промышленной безопасности опасных производственных объектов».

197

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы 2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Ростехнадзора от 14 ноября 2013 года № 538).

3. РД 09-255-99 «Методические рекомендации по оценке технического состояния и безопасности хранилищ производственных отходов предприятий химического комплекса».

4. РД 09-390-00 «Типовое положение о порядке организации и проведения работ по безопасной остановке на длительный период и (или) консервации химически опасных промышленных объектов».

5. «Методика проведения операций по консервации и ликвидации объектов (резервуарного парка) нефтебазового хозяйства». Утверждено ОАО «НК «РОСНЕФТЬ» 28 января 2004 года, разработчик ОАО СКБ «Транснефтеавтоматика».

6. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» (утверждены приказом Ростехнадзора от 25 марта 2014 года №116).

7. ПБ 03-581-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов».

8. ПБ 09-563-03 «Правила промышленной безопасности для нефтеперерабатывающих производств».

9. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, неф­техимических и нефтеперерабатывающих производств» (утверждены приказом Ростехнадзора от 11 марта 2013 года № 96).

10. СНиП 2.11.03-93 «Склады нефти и нефтепродуктов. Противопожарные нормы».

11. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Порядок осуществления экспертизы промышленной безопасности в химической, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности» (утверждены приказом Ростехнадзора от 15 октября 2012 года № 584).

12. РД 09-167-97 «Методические указания по организации и осуществлению надзора за конструированием и изготовлением оборудования для опасных производственных объектов в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности».

198

Программа оценки состояния элементов сосуда типа «ППЦТ-10» требованиям в области промышленной безопасности

Виктор ФЕДОРОВ, ведущий инженер ООО «СЭТ» Евгений СИВУХОВ, начальник лаборатории ООО «ИНТЕХ СЕРВИС» Дмитрий ДЕРЮГИН, генеральный директор ООО «ИЦ Экспертиза плюс» Виталий ЗАНКОВИЧ, заместитель генерального директора ООО «ИЦ Экспертиза плюс» Дмитрий СПИРКИН, технический директор ООО «ОРГЭНЕРГОНЕФТЬ»

В данной статье представлена программа оценки состояния элементов технического устройства (сосуд типа «ППЦТ-10» для хранения сжиженных углеводородных газов), требованиям действующей нормативной документации в области промышленной безопасности. Ключевые слова: обследование, техническое диагностирование, сосуд, правила промышленной безопасности.

Ц

елью диагностики сосуда для сжиженных углеводородных газов является: ■ оценка соответствия состояния элементов технического устройства требованиям действующей нормативной документации в области промышленной безопасности; ■ определение возможности, сроков, параметров и условий дальнейшей безопасной эксплуатации. Краткая характеристика и назначение объекта Сосуд предназначен для хранения и приема сжиженных углеводородных газов. Режим работы – статический с перерывом. Техническое устройство состоит из следующих конструкций: ■ корпус (состоит из четырех сварных обечаек); ■ днища (однопозиционные, цельно­ штампованные, эллиптические); ■ соединение днищ с обечайкой (автоматическая сварка под флюсом); ■ соединение штуцеров, усилительных накладок и дополнительных технологических приспособлений с кор-

пусом сосуда (ручная электродуговая сварка). Эксплуатационные данные: ■ сосуд эксплуатировался в условиях малоциклового нагружения; ■ период времени от начала эксплуатации до момента обследования – Т = 27 лет. Предположительные повреждающие процессы и определяющие параметры технического состояния – основным повреждающим процессом может являться кислотная или электрохимическая коррозия, а также язвенная коррозия под воздействием параметров рабочей среды. Экспертиза сосуда проводилась в объеме индивидуальной программы, разработанной согласно требованиям СО 153-34.17.439-2003 «Инструкция по продлению срока службы сосудов, работающих под давлением» [3] и включает следующие работы: 1. Анализ эксплуатационно-технической документации сосуда показал, что отсутствует технический паспорт сосуда, руководство по эксплуатации, паспорта и инструкции по эксплуатации на предохранительные устройства (находится в

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

разработке). Дублирующая табличка (на корпусе сосуда) с нанесенными техническими характеристиками и данными завода-изготовителя соответствует требованиям ГОСТ Р 52630-2012 [4].

2. Оперативная диагностика соответствия системы автоматизации требованиям Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» [2]. Оснащение сосуда представлено в таблице 1. Система автоматизации соответствует требованиям ФНИП в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».

3. Визуально-измерительный контроль. Качество сварных соединений (в том числе увод и смещение кромок), общее состояние и геометрические размеры основного металла удовлетворяют требованиям ГОСТ Р 52630-2012 [4], а также требованиям РД 03-606-03 [5] технических условий (ТУ) на изготовление. Сосуд изготовлен и смонтирован согласно проектным данным и требованиям. Дефектов, препятствующих безаварийной работе технического устройства, не выявлено. Сосуд, по оценке ВиК и по критериям состояния наружной и внутренней поверхности, годен к эксплуатации.

4. УЗ-контроль толщины стенки элементов сосуда. Количественные характеристики несоответствия толщин стенок основного металла проектным не выявлены. Фактические (измеренные) значения замеров соответствуют допускам ГОСТ на отклонения при изготовлении проката из стали 09Г2С-6. По результатам ультразвуковой толщинометрии сосуд годен к эксплуатации

с паспортными параметрами.

5. Капиллярная дефектоскопия (цветной метод). Дефектов, выявляемых методами капиллярной дефектоскопии, на поверхности основного металла сборочных единиц, а также на поверхности наплавленного металла и в зонах термического влияния основных стыковых и угловых сварных соединений не обнаружено. Согласно результатам и выводам заключения по цветной дефектоскопии сосуд годен к эксплуатации.

6. Определение механических свойств методом измерения твердости по Бринеллю. Результаты измерений твердости НВ – в пределах установленных норм оценки качества металла для низколегированной стали (09Г2С-6, 5520-78:НВ=120– 180), что свидетельствует об отсутствии отрицательных отклонений прочностных характеристик металла. По механическим свойствам металла сосуд годен к эксплуатации.

7. Ультразвуковая дефектоскопия сварных соединений элементов сосуда. Дефектов, превышающих установленные нормы браковки не выявлено, состояние основного и наплавленного металла швов удовлетворительное. Сосуд по качеству сварных соединений годен для дальнейшей эксплуатации.

8. Гидравлическое испытание сосуда на плотность и прочность.

Таблица 1 Наименование

Количество, шт.

Условный проход, мм

Условное давление (кгс/см2)

Материал ГОСТ или ТУ

Место установки

Манометр 2,5 МПа1,5 М20х1,5

2

3

25

ГОСТ 2405-80

Крышка люка

Кран ГШК 40Ф

3

40

25

ГОСТ 28343-89

Корпус

Клапан предохранительный RS3145

2

29,5

16 (давление открытия)

ТУ 1515069

Корпус

Обратный клапан

1

25

-

ГОСТ 27578

Корпус

Уровнемер УПМ-1600

1

-

25

ТУ 26-36-81

Крышка люка

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Проведено пробным давлением 2,0 МПа, в соответствии с требованиями федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением». Сосуд выдержал испытание на прочность и плотность и годен для дальнейшей эксплуатации. По результатам оценки состояния элементов технического устройств установлено: ■ состояние металла сосуда удовлетворяет требования ФНИП в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» [2] и общих технических условий ТУ 4525-01500217254-00; ■ емкость ППЦТ-10 считается годной для дальнейшей эксплуатации при рабочем давлении не выше 1,6 МПа (16,0 кгс/см2). Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ (в действующей редакции).

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утвержденные Приказом Ростехнадзора от 25 марта 2014 года № 116.

3. СО 153-34.17.439-2003 «Инструкция по продлению срока службы сосудов, работающих под давлением».

4. ГОСТ Р 52630-2012 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия».

5. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».

199

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Программа проведения экспертизы на гидропневматический аккумулятор АВ-320 Александр КОРОБЕЙНИКОВ, заместитель генерального директора ООО «ОРИОН» Шайх-Ахмад ДАУТОВ, главный механик ООО «ОРИОН» Алексей ЧИСТОВСКИЙ, руководитель ООО «НПП ОСОРД» Олег ПИПКО, главный инженер проектов ООО «ПКФ «Регион» Тарас ПРОКОПЧУК, начальник лаборатории ЛНК ООО «ИНТ-ЭНЕРГО»

Целью экспертизы является оценка соответствия объекта экспертизы, гидропневматического аккумулятора АВ-320 1983 года выпуска, с истекшим сроком службы, предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности и требованиям нормативных документов и действующих стандартов, а также оценка его технического состояния с составлением заключения о возможности его дальнейшей эксплуатации в соответствии с требованиями регламентов Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору России. Ключевые слова: экспертиза, техническое устройство, гидропневматический аккумулятор.

В

процессе экспертизы выполняются следующие работы: ■ рассматривается техническая, эксплуатационная и ремонтная документация, предоставленная заказчиком; ■ проводится техническое диагностирование и неразрушающий контроль гидропневматического аккумулятора АВ-320; ■ анализируются результаты обследования, составляется заключение о техническом состоянии оборудования, разрабатываются рекомендации по его дальнейшей эксплуатации, ремонту или исключению из эксплуатации; По результатам обследования составляется заключение экспертизы промышленной безопасности на оборудование, возможности и условиях его дальнейшей эксплуатации. Заключение передается организации Заказчику экспертизы. Программой экспертизы предусмотрено выполнение следующих работ:

200

Программа определяет методы, средства, технологию и последовательность действий при проведении работ по экспертизе промышленной безопасности.

1. Проверка наличия и комплектности оборудования.

2. Анализ технической документации. При анализе технической документации определяется и анализируется: ■ наличие и комплектность конструкторско-технологической, эксплуатационной и ремонтной документации; ■ соответствие параметров работы оборудования паспортным данным.

3. Визуально-измерительный контроль.

3.1. Проводится с целью определения поверхностных дефектов, которые могли возникнуть при изготовлении, транспортировании, монтаже и эксплуатации противовыбросового оборудования.

3.2. При визуально-измерительном контроле определяется:

■ комплектность сборочных единиц; ■ состояние основного металла (наличие трещин, расслоений и другие дефекты); ■ состояние уплотняющих поверхностей; состояние крепежных деталей, резьбовых соединений; ■ соответствие геометрических размеров деталей и сборочных единиц требованиям технической документации.

4. Ультразвуковой контроль сварных швов наплавленного и основного металла элементов оборудования.

4.1. Проводится с целью определения дефектов в сварных швах и основном металле оборудования.

4.2. Контроль производился дефектоскопом (например, А1214 ЭКСПЕРТ), в соответствие с ГОСТ Р 55614-2013 [11] и инструкцией по эксплуатации заводаизготовителя.

4.3. Результаты измерений сравниваются с нормами, установленными изготовителем и нормативно-технической документацией.

5. Ультразвуковая толщинометрия металлоконструкций.

5.1. Применяется в целях определения количественных характеристик утонения стенок элементов металлоконструкций.

5.2. Измерения производятся прибором (например, DIО-570) в соответствии с ГОСТ Р 55724-2013 [9] и заводской инструкцией на прибор.

5.3. Результаты измерений сравниваются с нормами, задаваемыми изготовителем и технической документацией.

6. Ультразвуковой контроль сварных швов наплавленного и основного металла элементов оборудовании.

6.1. Проводится с целью определения дефектов в сварных швах наплавленного и основного металла оборудования.

6.2. Измерения производятся прибором (например, DIО-562) в соответствии

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

с ГОСТ Р 55724-2013 [9] и заводской инструкцией па прибор.

6.3. Результаты измерений сравниваются с нормами, задаваемыми изготовителем и технической документацией.

7. Измерение твердости металла элементов оборудования.

7.1. Проводятся с целью оценки механических свойств металла элементов оборудования.

7.2. Измерения проводятся прибором (например, ЭЛИТ-2Д) в соответствии с ГОСТ 9012-59 [7] и заводской инструкцией на прибор.

7.3. Результаты измерений сравниваются с нормами, задаваемыми «Методическими указаниями по проведению обследования противовыбросового оборудования с истекшим расчетным сроком службы».

8. Анализ результатов технического диагностирования. При проведении технического диагностирования устанавливается: ■ соответствуют или не соответствуют заводским характеристикам параметры работы оборудования; ■ по результатам визуально-измерительного контроля определяется соответствие оборудования паспортным данным; выдается заключение о технически исправном состоянии объекта экспертизы и допуске к дальнейшей эксплуатации; ■ по результатам ультразвукового контроля сварных швов и основного металла элементов оборудования определяется наличие/отсутствие дефектов, влияющих на дальнейшую работоспособность оборудования; ■ по результатам капиллярного контроля элементов оборудования определяется наличие/отсутствие дефектов, влияющих на дальнейшую работоспособность оборудования.

9. Контрольные испытания оборудования. При положительном результате технического диагностирования проводятся гидравлические испытания оборудования. На основании проведенных гидравлических испытаний составляется Акт с указанием признаков наличия или отсутствия остаточных деформаций, трещин, разрывов, течей, потения в сварных соединениях, основном металле и в разъемных соединениях.

10. Определение возможности дальнейшей эксплуатации оборудования с составлением заключения о его техническом состоянии. Экспертная группа, проводящая экспертизу промышленной безопасности в соот-

Таблица 1. Краткая характеристика, назначение объекта экспертизы. Основные технические данные № п/п

Наименование

1

2

3

Завод-изготовитель

Предприятия химического машиностроения, г. Рымнику Вылча, Румыния

2

Дата изготовления

1983 г.

3

Дата ввода в эксплуатацию

1983 г.

4

Заводской номер сосуда

418867

5

Краткая характеристика конструкции

Сферический, сварно-штампованной конструкции, со съемной верхней крышкой

6

Расчетные (проектные) технические характеристики

Корпус: Рраб = 15 МПа Рпроб = 22,5 МПа Трасч стенки = от - 40 до + 60 °С Vном. = 0,334 м3

7

Назначение воздухосборника

Предназначен для накопления энергии масла путем сжатия азотной подушки

8

Ремонты, проведенные с применением сварки

Не проводились

9

Сведения о проведенных обследованиях

Ранее экспертное обследование не проводилось

1

ветствии с проведенными диагностическими работами, рассмотрев результаты проведения экспертизы промышленной безопасности, составляет заключение. Гидропневматический аккумулятор АВ-320 соответствует требованиям эксплуатационной документации и Федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности», утвержденными приказом № 101 от 12 марта 2013 года [2]. Оборудование находится в работоспособном состоянии, может быть допущено к дальнейшей эксплуатации с паспортными характеристиками. Возможно продление срока безопасной эксплуатации гидропневматического аккумулятора АВ-320 1983 года выпуска на установленных параметрах сроком до 3 (трех) лет при условии соблюдения Федеральных норм и правил в области промышленной безо­пасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» и других регламентов Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору России. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-Ф3 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» (утверждены приказом Ростехнадзора от 12 марта 2013 года № 101). ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Данные

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Ростехнадзора от 14 ноября 2013 года № 538).

4. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» (утверждены приказом Ростехнадзора от 25 марта 2014 года № 116).

5. ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения».

6. ГОСТ 3242-79 «Соединения сварные. Методы контроля качества».

7. ГОСТ 9012-59 «Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю».

8. ГОСТ 12503-75 «Сталь. Методы ультразвукового контроля. Общие требования».

9. ГОСТ Р 55724-2013 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые».

10. ГОСТ 20911-89 «Техническая диагностика. Термины и определения».

11. ГОСТ Р 55614-2013 «Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые. Общие технические требования».

12. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».

13. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (утверждены приказом Минэнерго РФ от 13 января 2003 года № 6).

201

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Техническое диагностирование буровой установки «УРАЛМАШ-3Д-76» Александр КОРОБЕЙНИКОВ, заместитель генерального директора ООО «ОРИОН» Шайх-Ахмад ДАУТОВ, главный механик ООО «ОРИОН» Алексей ЧИСТОВСКИЙ, руководитель ООО «НПП ОСОРД» Олег ПИПКО, главный инженер проектов ООО «ПКФ «Регион» Тарас ПРОКОПЧУК, начальник лаборатории ЛНК ООО «ИНТ-ЭНЕРГО»

Целью технического диагностирования буровой установки «УРАЛМАШ3Д-76» в связи с отработкой установленного срока службы является: оценка состояния металлоконструкций и оборудования буровой установки; определение соответствия буровой установки требованиям нормативных документов и требованиям Федерального Закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [1] в части обеспечения безопасной эксплуатации буровой установки; установление возможности, условий и срока дальнейшей эксплуатации, а также, в случае необходимости, объем ремонтных и восстановительных работ. Ключевые слова: экспертиза, технические устройства, буровая установка.

О

бъектом экспертизы промышленной безопасности является буровая установка «УРАЛМАШ3Д-76», 1990 года выпуска, находящаяся на скважине Салмановского м/р. Диагностированию подвергалось следующее оборудование буровой установки: ■ вышка ВБ 53x320М, год изготовления 1990; ■ основание ОБ-53, год изготовления 1990; ■ кронблок УКБ-6-270, год изготовления 1990; ■ крюкоблок УТБК-5-225, год изготовления 1990; ■ лебедка ЛБУ-1200, год изготовления 1990; ■ лебедка вспомогательная ЛВ-15, год изготовления 1990; ■ ротор Р-700, год изготовления 1990; ■ вертлюг УВ-250, год изготовления 1990; ■ механизм крепления каната, год изготовления 1990; ■ насос буровой УНБ-600А, год изготовления 1990; ■ насос буровой УНБ-600А, год изготовления 1990; ■ манифольд МБ-2У, год изготовления 1992;

202

I. Программа технического диагностирования. Программой технического диагностирования предусмотрено выполнение следующих работ: 1. Анализ технической документации. При анализе технической документации определяется: ■ наличие и комплектность эксплуатационной и ремонтной документации; ■ идентификация объекта диагностирования и соответствие предъявленной технической документации; ■ фактические условия эксплуатации.

2. Визуально-измерительный контроль.

2.1. Проводится с целью определения фактических отклонений геометрических характеристик сечений элементов и металлоконструкций от проектных и проверку состояния страховочных и крепежных элементов. Выявление дефектов, которые могли возникнуть при эксплуатации, хранении, ремонте, транспортировке и монтаже.

2.2. При визуально-измерительном контроле определяется: ■ прямолинейность ног вышки;

■ коррозионное состояние; ■ состояние основного металла (наличие трещин, расслоений и другие дефекты); ■ состояние крепежных деталей, резьбовых соединений; ■ соответствие регулировок узлов и механизмов оборудования требованиям технической и эксплуатационной документации.

■ наличие и характер износа.

3. Ультразвуковая толщинометрия металлоконструкций.

3.1. Применяется в целях определения количественных характеристик утонения стенок элементов металлоконструкций.

3.2. Измерения производились прибором DM5E зав.№1012185 в соответствии с ГОСТ Р 55614-2013 [11] и инструкцией по эксплуатации завода-изготовителя.

3.3. Результаты измерений сравнивались с нормами, задаваемыми изготовителем и технической документацией.

4. Ультразвуковой контроль сварных швов и основного металла металлоконструкций и оборудования.

4.1. Проводится с целью определения дефектов в сварных швах и металле оборудования.

4.2. Контроль производился дефектоскопом А1214 ЭКСПЕРТ зав.№412788, в соответствии с ГОСТ Р 55724-2013 [9] и инструкцией по эксплуатации заводаизготовителя.

4.3. Результаты измерений сравниваются с нормами, задаваемыми изготовителем и технической документацией.

5. Измерение твердости металла элементов оборудования.

5.1. Проводятся с целью оценки механических свойств металла металлоконструкций.

5.2. Измерения производились прибором ТКМ-459С, зав. №14007, в соответствии с ГОСТ 9012-59 [7] и заводской инструкцией на прибор.

6. Анализ результатов технического диагностирования.

7. Расчет остаточного ресурса металлоконструкций 8. Определение возможности дальнейшей эксплуатации буровой установки с составлением заключения о ее техническом состоянии.

II. Краткая характеристика и назначение объекта технического диагностирования. Буровая установка «Уралмаш-3Д-76» (рис. 1) предназначена для разведочного и эксплуатационного кустового бурения скважин на нефть и газ роторным и турбинным способом глубиной до 3 000 м в условиях умеренного кли-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

мата в интервале температур от – 40 °С до + 40 °С. Данные о буровой установке: ■ Наименование объекта, тип – Буровая установка «УРАЛМАШ-3Д-76» ■ Завод изготовитель основного оборудования – ПО «Уралмашзавод» ■ Завод-изготовитель вышки – завод им. Петрова г. Баку ■ Год изготовления – 1990 ■ Год ввода в эксплуатацию – 1992 Основные технические данные: ■ Нагрузка на крюке (при оснастке 6х7), кН (т) – 3000 (300) ■ Условная глубина бурения, м – 3 000–4 700 ■ Проходной диаметр ротора, мм – 700 ■ Наибольшая оснастка талевой системы – 6х7 ■ Диаметр талевого каната, мм – 32 ■ Полезная высота вышки, м – 53.5 ■ Число скоростей лебедки – 5 ■ Статическая нагрузка на стол ротора (т) – 500 ■ Управление основными агрегатами – пневматическое ■ Наибольшее давление воздуха в пневмосистеме (кгс/см2) – 8 ■ Нижний и верхний пределы температур эксплуатации буровой установки от минус 40 до плюс 40 ■ Допускаемая скорость ветра м/ сек: – для рабочего состояния – 20 – для нерабочего состояния – 33 ■ Масса комплекта, т – 166,5 Модернизации и замены основных узлов – не проводились.

III. Результаты проведенного диагностирования: 1. Результаты проверки технической и эксплуатационной документации. В процессе диагностирования изучена техническая и эксплуатационная документация, представленная эксплуатирующей организацией, фактические параметры и условия эксплуатации буровой установки. В процессе изучения и анализа документации комиссией было установлено: ■ надзор за организацией безопасной эксплуатации, техническим обслуживанием и ремонтом оборудования осуществляется в соответствие с требованиями норм и правил в области промышленной безопасности; ■ наличие и ведение технической и эксплуатационной документации соответствуют требованиям, предъявляемым нормами и правилами в области промышленной безопасности. Срок службы буровой установки с момента ввода в эксплуатацию составляет 22 года.

■ предприятие укомплектовано штатом квалифицированных работников для проведения эксплуатации, ремонта и монтажа оборудования; ■ заключен договор с профессиональной аварийно-спасательной службой; ■ разработан и согласован в установленном порядке план ликвидации аварий (ПЛА); ■ эксплуатация буровой установки в зимнее время проводится согласно регламенту работ при пониженных температурах. Минимальная температура в местах эксплуатации буровой установки не соответствует паспортным данным.

2. Результаты обследования металлоконструкций и технических устройств. Проведено обследование металлоконструкций и технических устройств буровой установки «Уралмаш-3Д-76», в соответствии с требованиями «Инструкции по проверке технического состояния металлоконструкций буровых установок фирмы «Уралмаш – Буровое оборудование».

2.1. Результаты визуального и измерительного контроля металлоконструкций и оборудования. По результатам визуального и измерительного контроля в отдельных элементах металлоконструкций вышки и основания обнаружены несоответствия требованиям Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности», утвержденных приказом Ростехнадзора № 101 от 12 марта 2013 года [2], которые подлежали устранению. Все несоответствия и дефекты, внесенные в ведомость дефектов, устранены владельцем в сроки согласно разработанным мероприятиям.

3. Состояние электрооборудования, пневмооборудования. Электрооборудование по исполнению и комплектации соответствует требованиям паспортной документации и Правилам устройства электроустановок потребителей (ПУЭ) [13]. Приборы и устройства безопасности по исполнению и комплектации соответствуют паспортной документации и находятся в исправном состоянии. Пневмооборудование по исполнению и комплектации соответствует паспортной документации и находится в исправном состоянии. Воздухосборники находятся в исправном состоянии. Устройства безопасности проверены, соответствуют проектной документации. Освидетельствования воздухосборников выполнялись своевременно.

4. Результаты ультразвукового контроля и толщинометрии. ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

По результатам ультразвукового контроля и толщинометрии недопустимого утонения стенок металлоконструкций, а также дефектов в основном металле и сварных швах не выявлено.

5. Результаты измерения твердости металла элементов оборудования. Значения твердости металла элементов буровой установки не выходят за пределы, установленные требованиями НТД для сталей, из которых они изготовлены.

IV. Определение остаточного ресурса. Определение остаточного ресурса проведено по максимальному износу и отклонениям от проектной толщины основных несущих элементов вышки, подвергающихся действию коррозии. По результатам расчетов остаточный ресурс несущих труб вышки составляет 2 (два) года. По результатам обследования составлена дефектная ведомость и корректирующие мероприятия по устранению выявленных дефектов и замечаний.

V. Заключение по итогам технического диагностирования. На основании анализа эксплуатационной и технической документации, результатов технического диагностирования и расчетов установлено, что буровая установка «Уралмаш-3Д-76» соответствует требованиям Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» [2] и эксплуатационной документации. Возможно продление срока безопасной эксплуатации в паспортном режиме технических устройств буровой установки «Уралмаш-3Д-76», год выпуска 1990, сроком на 1 (один) год при условии: ■ нагрузка на крюке от массы бурильной колонны при оснастке 5х6 не должна превышать 1450 кН (145 т), при оснастке 6х7 – 1 700 кН (170 т).

203

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы ■ соблюдения в процессе эксплуатации требований Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности». Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-Ф3 «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» (утверждены приказом Ростехнадзора от 12 марта 2013 года № 101).

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Ростехнадзора от 14 ноября 2013 года № 538).

4. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» (утверждены приказом Ростехнадзора от 25 марта 2014 года № 116).

5. ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения».

6. ГОСТ 3242-79 «Соединения сварные. Методы контроля качества».

7. ГОСТ 9012-59 «Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю».

8. ГОСТ 12503-75 «Сталь. Методы ультразвукового контроля. Общие требования».

9. ГОСТ Р 55724-2013 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые».

10. ГОСТ 20911-89 «Техническая диагностика. Термины и определения».

11. ГОСТ Р 55614-2013 «Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые. Общие технические требования».

12. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».

13. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (утверждены приказом Минэнерго РФ от 13 января 2003 года № 6).

14. МУ 03-008-06 «Методические указания по экспертизе промышленной безопасности буровых установок с целью продления срока безопасной эксплуатации».

15. Инструкция по проверке технического состояния металлоконструкций буровых установок фирмы «Уралмаш – Буровое оборудование», согласованная Госгортехнадзором России, письмо № 1003/615 от 21 мая 2004 года.

204

Заключение по результатам технического диагностирования сосуда, работающего под давлением (воздухосборник)

Андрей МАРИНЧЕНКО, инженер отдела экспертизы ООО «Спецконтроль и диагностика» Юрий КОРОБОВ, инженер отдела экспертизы ООО «Спецконтроль и диагностика» Александр СИБИЛЕВ, инженер отдела экспертизы ООО «Спецконтроль и диагностика» Евгений ТАТАРИН, инженер отдела экспертизы ООО «Спецконтроль и диагностика» Александр СЕМУХИН, инженер отдела экспертизы ООО «Спецконтроль и диагностика»

Целью технического диагностирования является определение соответствия сосуда работающего под давлением (воздухосборник), предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, воздухосборник.

А

нализ результатов проведенной экспертизы и оценка соответствия объекта экспертизы требованиям промышленной безопасности проводится на основании: ■ Федерального Закона № 116 от 20 июня 1997 года «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 20 июня 1997 года [1]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 мар-

та 2014 года №116 [3]. Характеристика воздухосборника представлена в таблице 1. Технические характеристика и параметры сосуда представлены в таблице 2. Сведения об основных элементах сосуда представлены в таблице 3.

Таблица 1 Тип сосуда

Воздухосборник В-10

Положение

Вертикальное

Ввод в эксплуатацию

Июль 2003 г.

Расчетный срок службы, лет

12

Конструкция аппарата

Цельносварная с эллиптическими днищами

Сведения о выполненных ремонтах и причинах

Ремонты не проводились

Назначение объекта

Для сглаживания пульсаций при работе стационарных компрессоров местного назначения

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Результаты проведенного обследования: 1. При визуальном осмотре и контроле наружной поверхностей корпуса, узлов приварки фланцев, штуцеров, опорных узлов, сварных соединений, а также мест пересечения сварных швов получены следующие результаты: ■ наружная поверхность элементов сосуда покрыта равномерным слоем лакокрасочного покрытия (отслоений, вздутий краски и др. изменений не выявлено) коррозионных повреждений, а также недопустимых дефектов в виде трещин, разрывов, деформаций не обнаружено. Внутри воздухосборник покрыт незначительной равномерной коррозией.

■ максимальная относительная овальность корпуса сосуда составляет 0,5%, что не превышает допустимое значение – 1,5% (п. 5.6. СО 153-34.17.439-2003 [5]); ■ геометрические размеры сварных соединений соответствуют требованиям ОСТ 26-2044-83 [4]; 2. При магнитопорошковом контроле (МПД) контрольных участков корпуса и днища, патрубков, горловины лаза дефектов не обнаружено.

3. По результатам ультразвуковой толщинометрии (УЗТ) фактические минимальные толщины стенок элементов сосуда составляют: ■ днище нижнее – 7,0 мм; ■ днище верхнее – 7,4 мм; ■ обечайка – 6,6 мм; ■ горловина люк-лаза – 15,7 мм; ■ патрубок входной  219 8 – 9,8 мм; ■ патрубок выходной 2198 – 9,8 мм, что превышает расчетные значения.

4. Так как сосуд изготовлен из стали марки 09Г2С-6 и количество циклов не превышает 1 000, были выполнены работы по ультразвуковому контролю сварных швов в объеме 100% продольных и 50% поперечных, согласно Приложению 5, п.4.2, СО 153-34.17.439-2003 [5]. При ультразвуковом контроле продольных и поперечных (кольцевых) сварных швов сосуда, недопустимых дефектов в сварных соединениях не обнаружено.

5. По результатам твердометрии металла основных элементов сосуда, фактические значения твердости, находятся в допустимом интервале значений 120180НВ для стали 09Г2С6.

6. Так как количество циклов изменения давления при работе сосуда за весь срок эксплуатации составляет 290, что не превышает 1 000, поверочный расчет на усталостную прочность не проводился (п.4.9.4. СО153-34.17.439-2003 [5]).

7. При гидравлическом испытании сосуда пробным давлением 1,0 МПа паде-

Таблица 2 Параметры

Паспортные значения

Рабочее давление, МПа (кгс/см2)

0,785 (8,0)

Расчетное давление, МПа (кгс/см )

0,81 (8,28)

Емкость в корпусе, м3

10

Рабочая среда

Воздух

2

Расчетная температура стенок, °С

+200

Минимально допустимая рабочая температура стенок, °С

-40

Максимальная температура рабочей среды, °С

+180

Минимальная температура рабочей среды, °С

-40

Таблица 3 Размер (мм) Наименование

Материал

Dвн

S

L

Обечайки корпуса

1600

7

4470

09Г2С6

Днища (верхнее, нижнее)

1600

8

448

09Г2С6

Горловина люк-лаза

420325

16

250

09Г2С6

Крышка люк-лаза

465370

12

–

09Г2С6

Патрубок входа воздуха

219

10

150

Ст10Г2

Патрубок выхода воздуха

219

10

150

Ст10Г2

ния давления по манометру, признаков разрыва, течей, «слезок», «потения», видимых остаточных деформаций в основном металле, в сварных и разъемных соединениях не обнаружено. Результаты гидравлического испытания удовлетворительные.

8. Проведены расчеты на прочность элементов сосуда. Условия прочности выполняются. Сосуд удовлетворяет условиям прочности в соответствии с требованиями ФНП «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» [3], ГОСТ 14249-89 [6]. Заключение о возможности и условиях дальнейшей эксплуатации: Сосуд (воздухосборник), соответствует требованиям промышленной безопасности и может быть допущен к эксплуатации при следующих параметрах: ■ рабочее давление в корпусе – до 0,8 МПа ■ рабочая температура в корпусе – до +180 °С Срок безопасной эксплуатации сосуда (воздухосборника), при строгом соблюдении требований Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» [3], СО 153-34.17.439ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Сведения о сварке

Сведения о заводском контроле

Автоматическая

УЗК – 100%

–

–

Автоматическая

отсутствует

03 [5], инструкции по эксплуатации, принять равным 4 (четыре) года. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538).

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 марта 2014 года № 116).

4. ОСТ26-2044-83. «Швы стыковые и угловые сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Методика ультразвукового контроля».

5. СО 153-34.17.439-2003 «Инструкция по продлению срока службы сосудов, работающих под давлением».

6. ГОСТ 14249-89 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность».

205

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Заключение по результатам технического диагностирования стального резервуара для хранения нефтепродуктов, отработавшего нормативный срок службы Андрей МАРИНЧЕНКО, инженер отдела экспертизы ООО «Спецконтроль и диагностика» Юрий КОРОБОВ, инженер отдела экспертизы ООО «Спецконтроль и диагностика» Александр СИБИЛЕВ, инженер отдела экспертизы ООО «Спецконтроль и диагностика» Евгений ТАТАРИН, инженер отдела экспертизы ООО «Спецконтроль и диагностика» Александр СЕМУХИН, инженер отдела экспертизы ООО «Спецконтроль и диагностика»

Целью технического диагностирования является определение соответствия требованиям промышленной безопасности, возможности и условий дальнейшей эксплуатации стального горизонтального цилиндрического резервуара с паровой рубашкой для хранения нефтепродуктов объемом 60 м3, отработавшего нормативный срок службы. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, резервуар.

А

нализ результатов проведенной экспертизы и оценка соответствия объекта экспертизы требованиям промышленной безопасности проводится на основании: ■ приказа Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» [2]; ■ приказа Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 октября 2012 года № 584 об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Порядок осуществления экспертизы промышленной безопасности в химической, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности» [3]. Резервуар горизонтальный стальной цилиндрический с паровой рубашкой

206

предназначен для хранения нефтепродуктов (мазута). Технические данные резервуара представлены в таблице 1.

1. Результаты анализа технической документации. Анализу технической документации подвергалась следующая техническая документация: ■ акт сдачи–приемки резервуара в эксплуатацию; ■ акт испытания резервуара наливом водой; ■ эксплуатационные документы: инструкция по эксплуатации, техническо-

му надзору, методам ревизии и отбраковки резервуара. При анализе технической документации установлено: ■ эксплуатационная и техническая документация, порядок заполнения и ведения соответствует требованиям Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств», РУА-93 «Руководящие указания по эксплуатации и ремонту сосудов и аппаратов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа (0,7 кгс/см2) и вакуумом» [4]; ■ техническое диагностирование резервуара ранее не проводилось; ■ стальной горизонтальный цилиндрический резервуар для хранения неф­ тепродуктов используется по назначению; ■ ремонтов на резервуаре не проводилось; ■ паспорт резервуара отсутствует; В результате анализа технической документации корректировка программы технического диагностирования (обследования) стального горизонтального цилиндрического резервуара для темных нефтепродуктов не требуется.

2. Результаты функциональной диагностики.

Таблица 1 Емкость резервуара, м3

60

Предельная высота налива, мм

2500

Рабочая среда

Мазут

Рабочее давление

Под налив

Расчетная температура среды

От -30 до +80

Давление в паровой рубашке, МПа

0,2

Режим эксплуатации

Статический с перерывами

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Резервуар оснащен следующими устройствами и оборудованием для безопасной эксплуатации: ■ люк-лаз (колпак цистерны) с восьмибарашковой крышкой диаметром 718 мм.

■ приемный патрубок; ■ универсальное устройство слива со сливным патрубком; ■ патрубок контроля уровня нефтепродукта. Устройство молниезащиты соответствует требованиям РД 34.21.122-87 [5].

3. Результаты проведенного обследования. В результате обследования горизонтального цилиндрического стального резервуара для хранения нефтепродуктов проводился анализ технической документации на соответствие требований промышленной безопасности, в части эксплуатации резервуаров. Вследствие чего установлено: ■ техническая документация частично соответствует требованиям промышленной безопасности в части эксплуатации стальных цилиндрических резервуаров для хранения нефтепродуктов; ■ ремонт на данном резервуаре не проводился; ■ паспорт резервуара отсутствует; ■ количество, тип и места установки дыхательной аппаратуры не соответствует требованиям п. 2.12. РУА-93 [4]; ■ резервуар оборудован люком-лазом (колпак цистерны) с восьмибарашковой крышкой диаметром 718 мм. Состояние удовлетворительное; ■ устройство молниезащиты соответствует требованиям РД 34.21.122-87 [5]. При проведении визуального осмотра внутри резервуара, обнаружена равномерная коррозия с глубиной язв до 0,5 мм. При осмотре снаружи была обнаружена равномерная язвенная коррозия глубиной до 0,8 мм. При осмотре днищ резервуара выявлено, что данные элементы внутри подвержены равномерной коррозии с глубиной отдельных язв до 0,5 мм, снаружи равномерная коррозия с глубиной отдельных язв до 0,7 мм. Паровая рубашка снаружи покрыта незначительной равномерной коррозией. На сварном шве днища № 1 и обечайки паровой рубашки обнаружена трещина длиной 370 мм и вздутие, характерное при «размораживании» замкнутого пространства. Данная трещина возникла в результате замерзания воды в паровой рубашке в зимний период. Толщина обечайки резервуара верхние листы составляют с учетом язвенной коррозии 6,81 мм, нижние листы обечайки – 10,0, днища – 8,9 мм, что больше

отбраковочного значения 4 мм, согласно п.3.1 РУА-93 [4]. Минимальная толщина паровой рубашки составляет 3,13 мм, что больше расчетной 2,67 мм. Твердость основных элементов конструкции (по Бринеллю) находится в допустимых пределах для стали сталь 09Г2С, и составляет 112…118НВ. Определение химического состава стали не требуется. Ультразвуковая дефектоскопия (УЗК) выполнена на пересечении продольных и кольцевых швов длиной 600 мм. Магнитопорошковая дефектоскопия (МПД) выполнена на обечайке резервуара и патрубках дыхательного клапана и устройства контроля нефтепродукта и патрубка налива. Результаты контроля удовлетворительные. Магнитопорошковая дефектоскопия проведена на сварном шве и основном металле паровой рубашки для подтверждения концов трещины.

4. Заключение о возможности и условиях дальнейшей эксплуатации. Объект экспертизы (стальной горизонтальный цилиндрический резервуар с паровой рубашкой, для хранения нефтепродуктов объемом 60 м3) не в полной мере соответствует требованиям промышленной безопасности и может быть применен при условии внесения соответствующих изменений в документацию и устройство резервуара. Для соответствия требованиям промышленной безопасности объекта экспертизы необходимо устранить следующие несоответствия: ■ разработать паспорт технического устройства; ■ установить дыхательный клапан ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

согласно п. 2.12. РУА-93 [5]; ■ провести электроиспытания молниезащиты согласно п 1.14. РД 34.21.12287 [5]; ■ провести ремонт паровой рубашки резервуара с последующим проведение гидравлических испытаний с Рг = 1,25 Рр, но не менее 0,1 МПа, согласно п.2.102 РУА-93[4]. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538).

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Порядок осуществления экспертизы промышленной безопасности в химической, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 октября 2012 года № 584).

4. РУА-93 «Руководящие указания по эксплуатации и ремонту сосудов и аппаратов, работающих под давлением ниже 0,07МПА (0,7кгс/см2) и вакуумом».

5. РД 34.21.526-95 «Типовая инструкция по эксплуатации металлических резервуаров для хранения жидкого топ­лива и горячей воды».

207

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Техническое диагностирование абсорбера на площадке производства аммиака Валерий КОВАЛЕВ, заместитель главного инженера ООО «Центр Технической Диагностики» Леонид КУЗНЕЦОВ, заместитель начальника отдела ООО «Центр Технической Диагностики» Михаил СЯЧИН, заместитель начальника отдела ООО «Центр Технической Диагностики» Наталья МУСИНА, начальник отдела ООО «Центр Технической Диагностики» Андрей ЗЮХИН, начальник отдела ООО «Центр Технической Диагностики»

Целью технического диагностирования абсорбера, расположенного на площадке производства аммиака, является определение его технического состояния, определение соответствия объекта требованиям промышленной безопасности и определение возможности, условий и допустимых сроков дальнейшей эксплуатации объекта. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, абсорбер, площадка производства аммиака.

З

аключение экспертизы по результатам технического диагностирования абсорбера составлено в соответствии с требованиями следующих основных нормативных документов: ■ Федерального Закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ [1].

■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2].

■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утвержденные Приказом Ростехнадзора от 25 марта 2014 года № 116 [3]. Абсорбер установлен на площадке производства аммиака, предназначен для охлаждения водоаммиачного раствора за счет воды оборотной, изготов-

208

лен в 1983 году, представляет собой сосуд из пяти корпусов, каждый из которых состоит из двух независимых полостей (межтрубного и трубного пространства), работающих под внутренним давлением. Межтрубное пространство ограничено цилиндрической обечайкой, теплообменными трубками, трубными досками и штуцерами технологического назначения; трубное пространство – цилиндрической обечайкой, эллиптическими днищами, теплообменными трубками, трубными досками и штуцерами технологического назначения, абсорбер установлен горизонтально на площадке цеха. Источником давления для межтрубного пространства абсорбера служат испарители (максимальное давление 0,0014 МПа), для трубного – насос оборотной воды (максимальное давление 0,35 МПа). Дата ввода в эксплуатацию – 1985 год. Срок эксплуатации на момент ЭПБ – 30 лет. Работы по экспертизе промышленной безопасности носили комплексный характер и включали в себя следующие этапы.

1. Анализ эксплуатационно-технической документации. Условия экс-

плуатации абсорбера по температуре, давлению и рабочей среде соответствуют проектной документации и не выходят за нормы, установленные постоянным технологическим регламентом. Аварий и инцидентов за период эксплуатации абсорбера не отмечено, капитальных ремонтов, работ по реконструкции и с применением сварки не проводилось, своевременно проводится техническое освидетельствование объекта.

2. Визуальный и измерительный контроль объекта. Результаты осмотра основного металла и сварных соединений элементов межтрубного пространства абсорбера с внутренней стороны показал, что на доступной для осмотра поверхности основного металла, сварных швов и околошовных зон в доступных местах сосуда дефектов в виде трещин, разрывов, надрывов, выпучин, свищей, подрезов, наплывов, прожогов, незаплавленных кратеров не обнаружено, геометрические размеры сварных швов выдержаны. Результаты осмотра основного металла и сварных соединений элементов трубного пространства абсорбера с внутренней стороны показали, что на поверхности основного металла, сварных швов и околошовных зон дефектов в виде трещин, разрывов, надрывов, выпучин, свищей, подрезов, наплывов, прожогов и незаправленных кратеров не обнаружено, геометрические размеры сварных швов выдержаны, на поверхности элементов абсорбера обнаружены следы равномерной коррозии (эрозии) глубиной до 3,5 мм. Результаты осмотра основного металла и сварных соединений элементов межтрубного пространства абсорбера с наружной стороны показали, что на поверхности основного металла, сварных швов и околошовных зон дефектов в виде трещин, разрывов, надрывов, выпучин, свищей, подрезов, наплывов, прожогов и незаправленных кратеров не обнаружено, увод кромок в стыковых

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

сварных соединениях обечаек в пределах допуска и не превышает 4 мм; смещение кромок в стыковых сварных соединениях обечаек в пределах допуска и не превышает 1 мм, геометрические размеры сварных швов выдержаны, на поверхности элементов абсорбера обнаружены следы равномерной коррозии глубиной до 1,0 мм. Результаты осмотра основного металла и сварных соединений элементов трубного пространства абсорбера с наружной стороны показали, что на поверхности основного металла, сварных швов и околошовных зон дефектов в виде трещин, разрывов, надрывов, выпучин, отдулин, свищей, подрезов, наплывов, прожогов и незаплавленных кратеров не обнаружено, геометрические размеры сварных швов выдержаны, на поверхности элементов абсорбера обнаружены следы равномерной коррозии глубиной до 1,0 мм. Результаты осмотра трубной доски и теплообменных труб показали, что на поверхности основного металла, участков развальцовки труб, сварных швов и околошовных зон трубной доски и теплообменных труб (осмотр проводился эндоскопом) дефектов в виде трещин, разрывов, надрывов, выпучин, отдулин, свищей, подрезов, наплывов, прожогов, незаплавленных кратеров не обнаружено. Результаты осмотра штуцеров и резьбовых соединений показали, что на деталях резьбовых соединений износа, срыва и вытягивания ниток, других повреждений резьбы не обнаружено. Поверхность фланцевых соединений без признаков пропуска среды и коррозионного износа. Результаты осмотра опорных конструкций абсорбера показали, что опорные конструкции абсорбера видимых повреждений не имеют и находятся в удовлетворительном состоянии. По результатам визуально-измерительного контроля установлено – абсорбер изготовлен в соответствии с проектной документацией и не имеет недопустимых дефектов.

3. Замеры фактической толщины стенок показали, что остаточная толщина стенки элементов межтрубного пространства абсорбера превышает минимальные допустимые значения, скорость коррозии (эрозии) несущих элементов составляет не более 0,09 мм/ год. Остаточная толщина стенки элементов трубного пространства абсорбера превышает минимальные допустимые значения, скорость коррозии (эрозии) несущих элементов составляет не более 0,14 мм/год.

4. Ультразвуковой контроль. Оценка качества сварных соединений в местах контроля – годен, дефектов не выявлено.

5. Контроль методом проникающих веществ. Дефектов, выходящих на поверхность на участках контроля не обнаружено.

6. Расчет на прочность. Учитывая отсутствие недопустимых дефектов по результатам неразрушающих методов контроля, а также превышение фактической толщины стенки над расчетными значениями, указанными в расчетах в паспорте на абсорбер, дополнительный расчет на прочность решено не проводить.

7. Расчет на малоцикловую усталость не проводился, так как при данном расчете не учитываются циклы нагружения, у которых размах колебания давления не превышает 15% для углеродистых сталей и 25% для легированных от допускаемого значения, установленного при расчете на статическую прочность (п. 2.4. «в» ГОСТ 25859-83) [4].

8. Расчет по определению остаточного ресурса показал, что остаточный ресурс днища трубного пространства при фактической скорости коррозии (эрозии) абсорбера не превышает 12-ти лет, остаточный ресурс элементов межтрубного пространства при фактической скорости коррозии (эрозии) абсорбера не превышает 4 года.

9. Гидравлическое испытание межтрубного пространства на Рпр =1 кгс/ см2 при выдержке 10 минут показало, что признаков остаточной деформации, трещин, разрывов, течи, потения в сварных соединениях, основном металле корпуса абсорбера, падения давления по манометру не обнаружено.

10. Гидравлическое испытание трубного пространства на Рпр =4,8 кгс/см2 при выдержке 10 минут показало, что признаков остаточной деформации, трещин, разрывов, течи, потения в сварных соединениях, основном металле корпуса, падения давления по манометру не обнаружено. Абсорбер выдержал испытания на прочность пробными давлениями.

11. Металлографический анализ образцов металла. Учитывая отсутствие недопустимых дефектов и нарушений технологического режима, металлографические исследования образцов металла решено не проводить (п. 3.67.1 РД 03-421-01) [5]. Результаты оценки соответствия требованиям промышленной безопасности: ■ абсорбер смонтирован в соответствии с проектной документацией; ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

■ по проектной документации установка приборов контроля и предохранительных устройств не требуется; ■ эксплуатация абсорбера осуществляется на технологических параметрах, указанных в схеме включения; ■ на абсорбере нанесены сведения о разрешенном давлении и дате следующего освидетельствования; ■ инструкция по режиму работы и безо­пасному обслуживанию, схема включения абсорбера в наличии, на рабочих местах. Выводы Абсорбер соответствует требованиям промышленной безопасности. Возможна дальнейшая эксплуатация абсорбера сроком на 8 лет при условии соблюдения режима эксплуатации и выполнения следующих рекомендаций: для межтрубного пространства: ■ рабочее давление – 0,0014 МПа; ■ рабочая температура стенки – от +34 °С до +47 °С; для трубного пространства: ■ рабочее давление – 0,35 МПа; ■ рабочая температура стенки – от +27 °С до +37 °С. Заключение экспертизы представляется заказчиком в территориальный орган Ростехнадзора для внесения в реестр заключений экспертизы промышленной безопасности. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утвержденные Приказом Ростехнадзора от 25 марта 2014 года № 116.

4. ГОСТ 25859-83. «Сосуды и аппараты стальные. Нормы и методы расчета на прочность при малоцикловых нагрузках».

5. РД 03-421-01 «Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов».

209

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Программа оценки соответствия

требованиям промышленной безопасности трубопровода пара низкого давления IV категории l=72 м, 219 мм Евгений КОЙНОВ, эксперт ООО «Алтайскгазэксперт» Владимир МУХИН, директор Ивановского филиала ООО «Инженерный консалтинговый центр «Промтехбезопасность» Виталий ШУЛЯК, генеральный директор ООО «Техноконтроль» Юрий ТАРАТИН, начальник отдела котлонадзора ООО «Экспертная организация «Помор» Артем ОБЕРМАН, заместитель директора ООО ИТЦ «Кран-Эксперт»

В данной статье рассматривается программа оценки соответствия требованиям промышленной безопасности трубопровода пара низкого давления IV категории L=72 м,  219 мм. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, трубопровод пара.

Ц

елью проведения работ по оценке соответствия является: ■ установление соответствия трубопровода пара низкого давления L=72 м, 219 мм до бака теплой воды цеха полуцеллюлозы требованиям промышленной безопасности; ■ оценка уровня безопасности трубопровода пара низкого давления L=72 м, 219 мм до бака теплой воды цеха полуцеллюлозы; ■ установление фактического состояния трубопровода пара низкого давления L=72 м, 219 мм до бака теплой воды цеха полуцеллюлозы; ■ определение работоспособности, эксплуатационной надежности трубопровода пара низкого давления L=72 м, 219 мм до бака теплой воды цеха полуцеллюлозы; ■ объем ремонтных и (или) восстановительных работ (при необходимости); ■ сроки и условия дальнейшей эксплуатации. Трубопровод пара низкого давления L=72 м, 219 мм предназначен для транспортировки пара. Программа технического диагностирования трубопровода пара включает в себя: 1. Подготовительные работы. Подготовительные работы к проведению экспертизы включают в себя:

210

■ проведение зачистки металла для проведения замеров; ■ обеспечение свободного и безопасного доступа к элементам трубопровода пара; ■ обеспечение специалистов освещением и индивидуальными средствами защиты (при необходимости).

2. Анализ проектно-технической документации.

2.1. Анализ проектно-технической документации проводится с целью детального ознакомления с конструкцией, особенностями изготовления, конкретными условиями работы трубопровода пара, определения фактической наработки, ознакомления с результатами осмотра и предыдущих обследований, если таковые проводились.

2.2. По результатам анализа определяются элементы, работающие в экстремальных условиях, и принимается решение о методах экспертизы и объеме работ. Проектно-техническая документация включает в себя: ■ строительно-монтажные чертежи трубопровода пара; ■ использованные при строительномонтажных работах материалы; ■ документация о контроле качества изготовления, монтажа, ремонта, акты испытаний (если проводились);

■ документация на ремонтные работы с применением сварки; ■ эксплуатационные паспорта, технологический журнал, ремонтный журнал.

3. Наружный осмотр.

3.1. Наружный осмотр проводится с целью определения дефектов на всех элементах трубопровода пара и для оценки степени их коррозионности. Дефекты включают в себя: поверхностные трещины, коррозионные раковины, эрозионный износ, механические повреждения, вмятины, выпучины, изменения геометрии.

3.2. Визуальному наружному осмотру подлежат: а) наружная поверхность всех элементов трубопровода пара в доступных местах; б) сварные соединения; в) теплоизоляция; г) арматура; в) опоры.

3.3. При выполнении визуального осмотра рекомендуется осматриваемые элементы тщательно зачищать, протирать, использовать подсветку, лупу или другие приспособления.

3.4. При обнаружении недопустимых дефектов необходимо указать их расположение и размеры на прилагаемой к протоколу визуального осмотра схеме или формуляре.

3.5. Если повреждения концентрируются в определенных зонах, следует указать расположение и размеры этих зон на схеме или формуляре.

4. Измерения выявленных дефектов.

4.1. При обнаружении вмятины (выпучины) измерения проводятся согласно РД 03-606-03 [2].

4.2. Размеры вмятин (выпучин) следует измерять по протяженности во взаимно перпендикулярных направлениях Lхb, их максимальную глубину h. При этом глубина вмятины (выпучины) отсчитывается от образующей недеформированного элемента. По выполненным измерениям вычисляют относительный прогиб в процентах.

5. Ультразвуковая толщинометрия

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Целью проведения работ по оценке соответствия является:

Установление соответствия трубопровода пара низкого давления L=72 м, 219 мм до бака теплой воды цеха полуцеллюлозы требованиям промышленной безопасности

Оценка уровня безопасности трубопровода пара низкого давления L=72 м, 219 мм до бака теплой воды цеха полуцеллюлозы

элементов трубопровода пара.

5.1. Ультразвуковая толщинометрия стенок элементов трубопровода пара проводится для определения величины их коррозионного (эрозионного и т.д.) износа с целью определения возможности их эксплуатации. Толщинометрия проводится с внешней стороны трубопровода пара.

5.2. Ультразвуковая толщинометрия проводится с помощью ультразвуковых толщиномеров, отвечающих требованиям ГОСТ 28702, ГОСТ 4787, ГОСТ 25863, позволяющих измерить толщину в интервале 0,2–50 мм с точностью до 0,1 мм при температуре окружающего воздуха от -10 до +40 °С. Контроль производится согласно инструкции по эксплуатации УЗ-толщиномера.

5.3. Число точек измерения должно быть: ■ отводы – не менее 5 отводов Ду200 и не менее 3 отводов Ду89, по четыре точки в одном сечении: на сжатой зоне, на растянутой зоне, с левой и правой стороны; ■ трубопровод  219 мм: не менее 5 участков, по четыре точки в трех сечениях: по концам участка на расстоянии 100 мм от кольцевых сварных швов и посередине.

■ трубопровод 89 мм: не менее 3 участков, по четыре точки в трех сечениях: по концам участка на расстоянии 100 мм от кольцевых сварных швов и посередине; 5.4. Расположение контрольных точек с привязкой к основным элементам трубопровода пара следует отобразить в прилагаемом формуляре.

6. Ультразвуковой контроль качества сварных соединений трубопровода пара.

6.1. Неразрушающий контроль сварных соединений проводится ультразвуковым методом в соответствии с требованиями ГОСТ 14782-86 с целью выявления внутренних дефектов в сварных соединениях паропровода.

Установление фактического состояния трубопровода пара низкого давления L=72 м, 219мм до бака теплой воды цеха полуцеллюлозы

Определение работоспособности, эксплуатационной надежности трубопровода пара низкого давления L=72 м, 219 мм до бака теплой воды цеха полуцеллюлозы

Объем ремонтных и (или) восстановительных работ (при необходимости)

Сроки и условия дальнейшей эксплуатации

6.2. Контроль проводится с внешней стороны трубопровода пара: ■ поперечные стыковые сварные соединения в объеме не менее 10% от общего количества стыков.

6.3. Приборы для проведения контроля, контрольные образцы должны при необходимости проходить своевременно метрологическую аттестацию. К выполнению работ по неразрушающему контролю сварных соединений допускаются специалисты с квалификацией не ниже II уровня, своевременно прошедшие очередную аттестацию.

6.4. Результаты контроля оформляются в виде заключений. Схема расположения проконтролированных участков должна быть отображена на прилагаемом к заключению формуляре с их привязкой к основным размерам элементов трубопровода пара.

7. Измерение твердости металла элементов трубопровода пара.

7.1. Определение механических характеристик, предела текучести и временного сопротивления при неразрушающем методе контроля осуществляется с использованием переносных твердомеров в соответствии с требованиями ГОСТ 9030-75, ГОСТ 9012-59.

7.2. Объем контроля переносными твердомерами: ■ отводы Ду200: не менее 5 штук по трассе трубопровода пара  219 мм – в одной точке измерения толщины металла по растянутой стороне; ■ на трубопроводе  219мм: в одной точке измерения толщины металла в одном сечении; ■ в местах выборок дефектов, вмятин и выпучин – не менее 1 точки на 1 дм2.

7.3. Результаты контроля оформляются в виде протоколов. Схема расположения проконтролированных участков должна быть отображена на прилагаемом к заключению формуляре, с их привязкой к основным размерам элементов трубопровода пара.

8. Цветная дефектоскопия металла

элементов трубопровода пара.

8.1. ЦД металла элементов трубопровода пара проводится с целью обнаружения поверхностных дефектов типа трещин, закатов, выходящих на поверхность расслоений и т.д.

8.2. Контроль проводится в соответствии с ГОСТ 18442-80, РД 03-421-01 [3], РД-13-06-2006 [4]. Методика контроля, применяемые материалы должны обеспечивать чувствительность контроля не ниже 2 класса по ГОСТ 18442-80. Контрольные образцы должны проходить своевременную метрологическую аттестацию.

8.3. Контроль проводится с наружной стороны поверхности элементов трубопровода пара.

8.4. Размер контролируемого участка должен быть не менее 100х100 мм поверхности элемента паропровода. Зоны расположения участков контроля выбираются в наихудших по результатам визуального осмотра местах, а также в местах, подозреваемых на наличие трещин, в местах выборок трещин, коррозионных язв или других дефектов и в местах ремонтных заварок. Объем контроля должен быть: не менее 5 участков по трассе трубопровода пара 219 мм, а также вокруг вваренных трубопроводов диаметром  100 мм – по всей окружности с шириной контролируемой зоны не менее 50 мм. Контроль проводится в наиболее корродированной зоне по результатам визуального осмотра.

8.5. Результаты контроля оформляются в виде заключений установленной формы. Схема расположения проконтролированных участков должна быть отображена на прилагаемом к заключению формуляре с их привязкой к основным размерам элементов трубопровода пара.

9. Проведение гидравлического испытания.

9.1. Гидравлическое испытание (ГИ) трубопровода пара – завершающая операция его обследования. ГИ проводит-

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

211

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы ся с целью проверки прочности и плотности трубопровода пара при положительных результатах всех предыдущих обследований.

9.2. Для гидравлического испытания должна применяться вода с температурой не ниже 5 °С и не выше 40 °С.

9.3. Давление при ГИ должно контролироваться двумя манометрами. Оба манометра выбираются одного типа, предела измерения, одинаковых классов точности, цены деления.

9.4. Время выдержки при ГИ – 10 минут.

9.5. Трубопровод пара считается выдержавшим ГИ, если не обнаружено: а) течи, трещин, слезок, потения в сварных соединениях и на основном металле; б) течи в разъемных соединениях; в) видимых остаточных деформаций, падения давления по манометрам.

10. Анализ результатов экспертного обследования.

10.1. Анализ результатов включает в себя обобщение всех результатов визуального и неразрушающего контроля: а) визуально-измерительный контроль; б) ультразвуковая толщинометрия элементов трубопровода пара; в) ультразвуковой контроль качества сварных соединений трубопровода пара; г) измерение твердости металла элементов трубопровода пара; д) цветная дефектоскопия металла элементов трубопровода пара; е) гидравлическое испытание.

11. Заключение.

11.1. Заключение о возможности безопасной эксплуатации трубопровода пара выдается только специализированной организацией, имеющей лицензию Ростехнадзора России на данный вид работ. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ.

2. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».

3. РД 03-421-01 «Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов».

4. РД-13-06-2006 «Методические рекомендации о порядке проведения капиллярного контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах».

212

Программа проведения технического обследования здания котельной Виктор ПРОКОФЬЕВ, генеральный директор ООО «КотлоГазМонтажЭксперт» Евгений ГРОМОВ, заместитель генерального директора ООО «Синарис» Евгений ГОЛУБЕВ, эксперт ООО «Фирма «Наладка-сервис» Сергей ПАТРИН, технический директор, начальник лаборатории НМК и ЭПБ ООО Экспертно-диагностического центра «ЛайнсЭксперт» Валерий ВАНЮКОВ, эксперт

Целью проведения обследования является проверка износа и несущей способности строительных конструкций и сооружений, выявление дефектов, повреждений и деформаций, потери устойчивости конструкций, изменения характеристик вентиляции, дымоудаления, освещенности и взрывоустойчивости. Оценка фактического технического состояния и соответствие объекта обследования, а именно: здания котельной, предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности, изложенных в НТД, а также определение возможности, условий и срока дальнейшей безопасной эксплуатации объекта экспертизы ПБ. Программа разработана на основании требований нормативной документации, действующей на территории России. Ключевые слова: обследование, техническое состояние, степень повреждения, дефекты, техническое диагностирование здания, сооружения.

Цель проведения обследования Проверка износа и несущей способности строительных конструкций и сооружений, выявление дефектов, повреждений и деформаций, потери устойчивости конструкций, изменения характеристик вентиляции, дымоудаления, освещенности и взрывоустойчивости. Оценка фактического технического состояния и соответствие объекта обследования, а именно: здания котельной, предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности, изложенных в НТД, а также определение возможности, условий и срока дальнейшей безопасной эксплуатации объекта экспертизы ПБ.

Программа технического обследования Состав работ: 1. Анализ имеющейся технической и исполнительной документации: паспорт на сооружение, акт приемки в эксплуатацию законченного строительством сооружения, комплект рабочих чертежей сооружения с подтверждением соответствия выполненных работ по этим чертежам или с указанием внесенных в них изменений, согласованных с автором проекта, сертификаты, технические паспорта, удостоверяющие качество примененных материалов, акты освидетельствования скрытых работ, журналы производства работ, акты на экс-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

плуатацию после окончания строительства, результаты периодических осмотров, расследование аварий, отчеты и заключения предыдущих технических освидетельствований сооружения, документы о текущих и капитальных ремонтах, усилении конструкций, материалы геодезических съемок.

2. Рассмотрение фактических условий воздействий на конструкции: 2.1. Изучение документации, характеризующей фактические технологические нагрузки, их воздействия и их изменения в процессе эксплуатации; анализ технического журнала по эксплуатации.

2.2. Визуальный и измерительный контроль, контроль неразрушающими методами прочности и устойчивости здания, его частей и основных несущих и ограждающих конструкций, проведение поверочных расчетов, в том числе: ■ определение фактических размеров сечений конструкций и соединений, их пространственное положение, проверка соответствия конструкций проектной документации, фактической геометрической неизменяемости, выявление отклонений, дефектов и повреждений элементов и узлов конструкций с составлением ведомости дефектов и повреждений; ■ уточнение обьемно-планировочных и конструктивных решений, фактических нагрузок и воздействий; ■ проведение неразрушающих испытаний материалов для установления фактических физико-механических свойств (при необходимости проводятся разрушающие испытания материалов); ■ выполнение проверочных расчетов по III и IV группам предельных состояний с учетом реальных расчетных схем, наличия дефектов и повреждений, фактических физико-механических характеристик материалов; ■ оценка устойчивости зданий и при воздействии взрыва, оценка обеспечения прочности основных несущих строительных конструкций и устройства легкосбрасываемых конструкций (ЛСК); ■ проверка обеспеченности степени огнестойкости конструкций; ■ проверка уровня деформации оснований (при обнаруженных дефектах со степенью повреждения – IV и III, переходящих в IV); ■ проверка освещенности помещений.

2.3. Оценка эффективности работы вентиляции, дымоудаления, проведение поверочных расчетов.

2.4. Разработка рекомендаций по даль-

нейшей безаварийной эксплуатации с указанием способа и срока устранения дефектов и повреждений. Составление отчета по материалам обследования и выдача заключения по безопасности зданий и сооружений.

3. Проверка состояния элементов здания: 3.1. Визуальный и измерительный контроль и обследование основных конструктивных элементов здания проводится по действующим нормативно-техническим документам и методикам и включает в себя следующие виды работ: ■ определение фактических размеров сечений конструкций и соединений и их пространственное положение; ■ проверку соответствия конструкций проектной документации; ■ выявление, фотографирование отклонений, дефектов и повреждений, включая вызванные коррозией, элементов и узлов конструкций с составлением ведомостей дефектов и повреждений; ■ уточнение фактических и прогнозируемых нагрузок и воздействий (механических, температурных, химических); ■ установление фактических физикомеханических свойств материалов конструкций; ■ выявление фактического состояния элементов конструкций на основании анализа данных обследования и предоставленных заказчиком сведений об условиях эксплуатации здания (сооружения), проведение проверочных расчетов по видам конструкций; ■ проверку несущей способности оснований и фундаментов (при необходимости в случае выявленных дефектов со степенью повреждения – IV и III, переходящих в IV); ■ определение соответствия площади и весовых характеристик легкосбрасываемых конструкций требуемой величине, обеспечивающей взрывоустойчивость объекта.

3.2. Для оценки технического состояния несущих конструкций проводится анализ конструктивной схемы несущих конструкций и свойств материала.

3.2.1. Для стальных колонн проводится анализ: ■ величин и объемов трещин в основном металле, сварных швах и околошовной зоне; ■ коррозионных и коррозийно-усталостных повреждений металла; ■ механических повреждений; ■ некачественного исполнения ремонтных сварных соединений; ■ ослабления болтовых и заклепочных соединений.

3.2.2. Для железобетонных конструкций, кирпичных и блочных стен проводится анализ: ■ типа кладки, толщины швов; ■ участков опирания ферм, прогонов, балок, плит на стены; ■ типа панелей, наличие и состояние закладных деталей; ■ состояния осадочных температурных швов; ■ состояния защитных покрытий; ■ дефектных участков, трещин, отклонений от вертикали, а также разрушение фактурного и защитного слоев, проницаемость швов, коррозия арматуры и закладных деталей колонн и панелей; ■ мест, где имеются высолы, потеки, конденсат, пыль; ■ состояния защитных устройств, водоотводящих устройств крыш (желобов, труб, карнизных свесов), подоконных сливов.

3.2.3. Для полов проводится оценка размеров разрушенных участков, глубины повреждений, состояние узлов примыкания полов к другим строительным конструкциям, трубопроводам и технологическому оборудованию, искробезопасность материала пола, уклон пола.

3.2.4. Для перекрытий и покрытий проводится оценка геометрических размеров конструкций и их сечений, выявление видимых дефектов и повреждений (трещин, пробоин, прогибов, потеков, высолов и т.п.), состояния отдельных частей перекрытия и покрытий, подвергавшихся ремонту или усилению, измерение деформаций.

3.2.5. Для проемов проводится оценка дефектов и повреждений перемычек (трещины, прогибы, места опирания), деревянных конструкций (коробление, разбухание, разрушение и т.п.).

3.2.6. Для кровель проводится оценка состояния изоляции у мест примыкания к выступающим конструкциям и правильность закрепления защитных металлических фартуков и свесов, состояние изоляции в местах пропуска через кровлю водосточных воронок, оттяжек, ограждений и т.п., просадка участков кровель, механические повреждения в местах перепада высот, фактический уклон кровли, состояние поверхности изоляционных слоев (вмятины, воздушные и водяные мешки, потеки мастик в швах, растрескивание ковра и т.п.), наличие пробоин, вмятин, трещин, состояние вентиляционных труб и др.

3.2.7. Для всех взрывоопасных помещений проводится оценка газоплотности ограждающих перегородок и швов в кирпичных конструкциях.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

213

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы 3.2.8. Здание котельной с газоиспользующим оборудованием анализируется на наличие и эффективность молниезащиты.

3.2.9. Оценка эффективности вентиляции и дымоудаления (искусственной или естественной тяги) анализируется по следующим направлениям: проверка эффективности приточно-вытяжной вентиляции закрытых помещений категории А; проверку эффективности и кратности воздухообмена в помещениях в рабочее и нерабочее время; правильность установки вытяжных устройств в производственных помещениях и систем общеобменной вытяжной вентиляции.

3.2.10. Эффективность работы сигнализаторов загазованности, их блокировки с аварийной вентиляцией и отключением электроприводов насосов с компрессоров на ГНС (с аварийной вентиляцией или отключением газопровода в котельных); эффективность работы дымососов при искусственном дымо­ удалении, поверочные расчеты соответствия высоты трубы – при естественной системе дымоудаления, проверка газоплотности и проходного сечения газоходов и их защиты от подтапливания при паводках.

3.2.11. Проверка освещенности помещений.

3.2.12. При наличии степени повреждения IV и III, переходящих в IV, на основании полученных результатов анализа проектно-исполнительной документации, технологических эксплуатационных карт, натурного обследования выполняют расчеты прочности кладки в несущих стенах; проводят шурфление с обследованием технического состояния фундаментов из шурфов, производят отбор образцов грунта ненарушенного сложения для определения их вида и физико-механических характеристик лабораторным путем. Образцы отбирают из-под подошвы фундаментов или из стен шурфа и из его дна. Одновременно рекомендуется провести пенетрацию стенок и дна шурфа ручными пенетрометрами (работы, описанные в п. 3.2.11, не входят в объемы выполняемых работ, и выполняются при наличии степени повреждения III, IV при дальнейшем проектировании работ по капитальному ремонту фундаментов, стен и крыши здания.

4. Составление заключения технического обследования.

5. Выдача рекомендаций для обеспечения дальнейшей безопасной эксплуатации здания, при наличии и снижении несущей способности строительных конструкций здания указать сроки для вы-

214

полнения ремонтно-восстановительных работ.

6. Специальные мероприятия: 1) в случае обнаружения аварийных мест; 2) выполнение усиления конструкций с целью исключения потери устойчивости конструкций.

7. Внесение технических данных, полученных в результате обследования, в паспорт здания.

Заключение По результатам проведения технического диагностирования устанавливается полнота и достоверность относящихся к объекту диагностирования документов, оценивается фактическое состояние здания котельной, определяется его соответствие требованиям федеральных законов, норм и правил промышленной безопасности. В соответствии с Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безо­ пасности», утвержденными приказом № 538 от 14 ноября 201З года [2], заключение диагностирования содержит один из следующих выводов о соответствии объекта требованиям промышленной безопасности: 1) объект соответствует требованиям промышленной безопасности; 2) объект не в полной мере соответствует требованиям промышленной безо­пасности и может быть применен при условии внесения соответствующих изменений в документацию или выполнения соответствующих мероприятий в отношении зданий и сооружений (в заключении указываются рекомендации для обеспечения дальнейшей безопасной эксплуатации здания, при наличии и снижении несущей способности строительных конструкций здания, и указываются сроки для выполнения ремонтновосстановительных работ); 3) объект не соответствует требованиям промышленной безопасности. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 21 июля 1997 года.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утверждены приказом № 538 от 14 ноября 2013 года Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору.

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности для объектов, использующих сжиженные углеводородные газы», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 21 ноября 2013 года № 558.

4. «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» № 384-ФЗ от 30 декабря 2009 года.

5. «Технический регламент о безопасности сетей газораспределения и газопотребления» (утв. Постановлением Правительства РФ от 29 октября 2010 года № 870).

6. РД 03-606-03 Инструкция по визуальному и измерительному контролю.

7. РД-13-03-2006 Методические рекомендации о порядке проведения вихретокового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах.

8. РД-13-04-2006 Методические рекомендации о порядке проведения теплового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах.

9. РД-13-05-2006 Методические рекомендации о порядке проведения магнитопорошкового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах.

10. СП 56.13330.2011 Производственные здания.

11. СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений.

12. СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия.

13. СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции.

14. СНиП II-22-81*. Каменные и армокаменные конструкции.

15. СНиП 23-01-99* Строительная климатология.

16. СП 89.13330.2012 Котельные установки.

17. СП 56.13330.2011 Производственные здания.

18. ГОСТ 22690-88. Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля.

19. ГОСТ 24332-88 Кирпич и камни силикатные. Ультразвуковой метод определения прочности при сжатии.

20. ГОСТ 26824-2010 Здания и сооружения. Методы измерения яркости.

21. ГОСТ 26629-85 Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Проблема продления ресурса металла основного тепломеханического оборудования ТЭС (котлы, турбины и паропроводы) Евгений АШУРКОВ, генеральный директор ООО «СпецЭнергоПром» Константин БАБЕНКО, технический директор ООО «СпецЭнергоПром» Роман ГУБАРЕВ, начальник лаборатории неразрушающего контроля ООО «СпецЭнергоПром» Елена ПРЯХИНА, ведущий инженер ООО «СпецЭнергоПром» Алексей ПАХОМОВ, инженер 1 категории ООО «СпецЭнергоПром»

В статье рассматриваются подходы к решению проблемы продления ресурса металла основного тепломеханического оборудования ТЭС в России и в зарубежных странах. Формулируются текущие задачи по совершенствованию расчетных методов оценки надежности главных паропроводов. Ключевые слова: прочностной расчет, опорно-подвесная система, высокотемпературный паропровод, температурная неравномерность паропровода, манометрический эффект, диагностика металла, условия дальнейшей эксплуатации технических устройств.

П

ри создании и освоении оборудования высоких параметров пара долговечность котлов, турбин и паропроводов по условиям ползучести, длительной прочности и при циклических нагрузках металла оценивалась в 105 часов. Такой срок эксплуатации обеспечивал безопасность с проектными показателями надежности и поэтому был определен как расчетный. Проведенные на ряде электростанций исследования, которые включали в себя диагностику оборудования, показали, что свойства металла при наработках более 105 часов существенно не ухудшались. В 1960-х годах и в начале 70-х в ВТИ была разработана и внедрена единая общегосударственная система контроля надежности металла теплоэнергетического оборудования, а в 1971 году разработаны методика и программа обследования состояния котлов, турбин и паропроводов, достигших наработки 105 часов. Основные результаты работ, выполненных по этой методике и программе, приведены в таблицах 1 и 2. В следующих таблицах приводятся данные (до 2000 года) [1], характери-

зующие возрастную структуру энерго­ установок ТЭС США. Из представленных данных следует, что в 2000 году наработку более 30 лет имели порядка 42% энергоустановок

ТЭС по мощности и 69,4% – по количеству, что свидетельствует о прогрессирующем старении оборудования. Из этого можно заключить, что проблема стратегии дальнейших действий в США также актуальна, как и в России: В [2] указано, что в Texas Utilities Electric Company в настоящее время успешно эксплуатируются паропроводы, установленные в 1950 году, то есть имеющие наработку, превышающую 2 105 часов, хотя их первоначальный расчетный ресурс составлял 105 часов. Американские специалисты [3] считают, что при расчетном ресурсе элементов оборудования ТЭС от 30 до 40 лет их целесообразно эксплуатировать до наработки в 50–80 лет. По американским оценкам, продление срока службы энергооборудования может составлять до 20-30% от стоимости строительства новой ТЭС [4]. В России в настоящее время продолжает эксплуатироваться оборудование с наработкой более 3105 часов. Большое количество энергоблоков достигли срока эксплуатации в 2105 часов.

Таблица 1

Группа оборудования

1950–1960 годы

1979, 1982, 1984 годы

Расчетный срок службы, тыс. ч.

Нормативный срок службы, тыс. ч.

Заводизготовитель

ТМЗ

1995 год

2010 год

Парковый ресурс, тыс. ч.

Парковый ресурс, тыс. ч.

220

220

Блоки 800 МВт, 1 200 МВт ЛМЗ Турбины 24,0 МПа

100

170

100

100

Блоки 300 МВт 220

220

Блоки 500 МВт ХТЗ

Турбины 13,0 МПа Турбины 9,0 МПа

100 100

170 220

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

100

100

Блоки 300 МВт 170

170

ТМЗ

220

220

ЛМЗ

220

220

ХТЗ

200

200

270

270

215

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Суммарная мощность,%

Количество энергоустановок, %

Возраст энерго установки, лет

Суммарная мощность,%

Количество энерго установок, %

0 – 10

4,1

1,8

0 – 10

8,4

10,0

10 – 20

16,5

7,9

10 – 20

24,6

15,3

33,0

23,7

25,2

25,7

Возраст энергоустановки, лет

20 – 30

37,0

20,9

20 – 30

30 – 40

24,4

25,2

30 – 40

Более 40

18,0

44,2

Более 40

8,8

25,3

100,0

Итого:

100,0

100,0

Итого:

100,0

Существует срок эксплуатации, который должен определить так называемое «предельное состояние» энергооборудования. Этот термин в ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения» определен как состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановле-

ние его работоспособности невозможно или нецелесообразно. Специалисты США [l] считают, что наработка энергооборудования до предельного состояния индивидуальна и зависит от следующих факторов: ■ неучтенных напряжений – остаточных или возникших в процессе эксплуатации;

■ температуры эксплуатации – повышенной или пониженной по отношению к расчетной; ■ режима работы – в базовом или маневренном режимах эксплуатации оборудования; ■ ошибок персонала; ■ воздействием окружающей среды; ■ возможности существования неучтенных при проектировании механизмов разрушения металла; ■ свойств металла, отличающихся от среднемарочных; ■ ошибок в проектных документах. Для прогнозирования срока наступления предельного состояния металла деталей энергоустановок необходимо определить совокупность критериев этого состояния. Эти критерии, в свою очередь, зависят от условий эксплуатации и должны учитывать механизм разрушения детали. Известно, что этот механизм включа-

Таблица 2 1950 – 1960 годы Ответственные узлы и детали котлов

Необогреваемые трубы трубопроводов в пределах котлов и турбин

Камеры (коллекторы)

Поверхности нагрева

Барабан

216

Расчетный срок службы, тыс.ч.

100

100

Характеристики узлов и деталей

Марка стали

100

1995 год

2010 год

Нормативные наработки времени, тыс.ч.

Парковый ресурс, тыс. ч.

Парковый ресурс, тыс. ч.

Прямые участки

Гибы

Прямые участки

Гибы

200

150

200

150

12Х1МФ 15Х1М1Ф

450–545

12Х1МФ 15Х1М1Ф

546–570

150

100

150

100

450–530

250

200 Пароперепускные трубы турбин: 12Х1МФ до 545 °С – 250 15Х1М1Ф до 545 °С – 250 12МХ до 530 °С – 250 15ХМ до 530 °С – 250

300

250

12МХ 15ХМ

Прямые участки

450–545

150

200

200

12Х1МФ 15Х1М1Ф

546–570

100

150

150

200

250

до 510 °С – 300, до 530 °С – 250

300

300

450–530

12Х1МФ

585

12Х2МФСР

600

12Х18Н127

640

100 100

100 100

100

22К – 300 16ГНМ – 300 16ГНМА – 300

Гибы

Парковый ресурс прямых участков и гибов паропроводов и пароперепускных труб в пределах котлов и турбин равен парковому ресурсу прямых участков и гибов станционных паропроводов, эксплуатирующихся при таких же номинальных параметрах пара

12Х1МФ 15Х1М1Ф

12МХ 15ХМ

100

Расчетная температура пара, °С

1979, 1982, 1984 годы

Определяет лаборатория, или служба металлов, или специальная организация 300 тыс. ч. – для однобарабанных из сталей 22К, 16ГНМА; 250 тыс. ч. – для двухбарабанных котлов и других марок стали

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

ет в себя такие явления, как ползучесть, усталость, коррозия, эрозия и различные комбинации этих факторов. По мнению немецких специалистов [8, 9], к определению предельного состояния должен быть следующий подход: ■ оценка реальных условий эксплуатации за все время использования детали; ■ повторный прочностной расчет на основе уточненных эксплуатационных данных; ■ дефектоскопия; ■ оценка выработанного ресурса и прогноз дальнейшей эксплуатации после определения состояния. В таком подходе сочетаются расчетные методы, результаты контроля металла неразрушающими методами и исследования образцов. Аналогичный подход используется и в российской практике – проводится расчетный анализ с максимальным использованием результатов обследований, и выявляются наиболее напряженные элементы. Затем эти элементы проверяются с помощью методов инструментального контроля. Паропроводы, с точки зрения особенностей их эксплуатации, занимают примерно то же место, что и толстостенные коллекторы котлов или цилиндры высокого давления турбин. В этом смысле можно говорить о паропроводах как части прочего энергетического оборудования. Отличительными особенностями паропроводов является большая линейная протяженность, большое количество сварных соединений и криволинейных элементов (гибов). Как известно, сварные соединения являются для паропроводов наиболее повреждаемыми узлами, а гибы – наиболее опасными с точки зрения последствий повреждения. Большая линейная протяженность паропроводов вызывает необходимость решать проблему компенсации температурных расширений и сочетать это с правильной организацией распределения массовой нагрузки по опорным элементам. В настоящее время во всех странах оформился практически единый подход к определению текущего состояния металла энергоустановок. Его суть состоит в следующем: ■ после наработки 1–1,5105 часов выполняется анализ проектной и эксплуатационной документации; ■ для трубопроводов выполняются поверочные расчеты с учетом фактического состояния опорно-подвесной системы (ОПС) и определяются наиболее напряженные сечения; ■ выполняется выборочная инструментальная диагностика металла и свар-

ки в наиболее напряженных местах оборудования; ■ выполняется расчет остаточного ресурса металла с учетом фактических свойств металла, эквивалентной температуры (за все время эксплуатации) и фактических размеров деталей; ■ принимается решение о допуске к дальнейшей эксплуатации или демонтаже оборудования. Многочисленные исследования образцов металла паропроводов, проработавшего длительное время в условиях высоких температур, показали, что паропроводы из отечественных котельных сталей, как и их зарубежные аналоги, имеют значительные запасы прочности. В России это связано с эксплуатацией паропроводов при пониженных температурах, по сравнению с теми температурами, на которые первоначально разрабатывались стали, а также запасами по толщине стенки. В силу этого продление срока службы металла российского энергооборудования так же технически возможно и экономически оправданно, как и во всем мире. В Российской Федерации к настоящему моменту накоплен значительный положительный опыт регенерации «служебных» свойств металла паропроводов с помощью проведения восстановительной термообработки (ВТО). ВТО, как показала отечественная практика, позволяет практически вдвое повысить реальный ресурс металла практически без затрат на демонтаж и монтаж нового паропровода. В настоящий момент более широкому применению ВТО препятствует лишь относительно высокая стоимость проведения этих работ. На некоторых электростанциях практикуется снижение температуры острого пара для замедления темпов процесса ползучести. Выше упоминалось заключение американских специалистов о том, что реальный ресурс некоторых деталей паропроводов может достигать 80 лет [5]. К такому же выводу можно прийти, если проанализировать особенности проектных расчетов паропроводов, в которые закладываются запасы прочности, необходимые лишь для обеспечения прочности сварных соединений, но не цельных деталей. Таким образом, по крайней мере, для прямолинейных участков паропроводов оценка возможного ресурса в 80 лет эксплуатации вполне правомерна. Распространение ограниченного ресурса, который назначается для сварных соединений, на весь паропровод, как это делается в настоящее время в отечественной практике, не представляется разу-

мным. Таким образом, если подходить к проблеме продления срока эксплуатации с позиций поверочных прочностных расчетов, то предельный ресурс эксплуатации для различных элементов паропроводов должен быть различным. Поэтому, по-видимому, назрела необходимость составления своеобразных «карт ресурса» для всех элементов паропроводов, где должны отмечаться их реальные геометрические особенности, сроки замены, указываться даты переварки сварных соединений и проверки элементов неразрушающими методами контроля. Подобные «карты» должны стать обязательной принадлежностью паспорта паропровода. Известны случаи повреждения элементов паропроводов до исчерпания их расчетного ресурса. Из этого следует, что, во-первых, в условиях эксплуатации объективно действуют факторы, способные существенно увеличить скорость выработки ресурса. Во-вторых, очевидно, что имеются недостатки в подходах к определению напряженно-деформированного состояния металла, ряд весьма существенных нагружающих факторов остаются за пределами рассмотрения при проектировании и в процессе эксплуатации. Достоверность заключения о надежности паропроводов, в немалой степени зависит от обоснованности заключений, сделанных на базе расчетов. Именно результаты расчетов указывают на наиболее напряженные элементы, подвергаемые детальному контролю. Поэтому от них зависит надежность оценки выработанного и остаточного ресурса. Одним из дополнительных нагружающих факторов, действие которого сопоставимо с традиционными, можно назвать возникновение в некоторых переходных режимах температурной неравномерности по периметру паропроводов (ТНП). ТНП, как правило, возникает на горизонтальных и наклонных участках и приводит к короблению паропроводов, которому препятствует ОПС и узлы закрепления. В результате этого взаимодействия развиваются значительные усилия и моменты, способные изогнуть паропроводы и вызвать повреждения их элементов. От действия ТНП повреждаются, как правило, сварные соединения. Указанный фактор не учитывается при проектировании, поскольку считается, что возникновение или отсутствие ТНП значительной величины – это вопрос эксплуатации оборудования. Но такой подход должен сопровождаться использованием необходимых средств контроля, ко-

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

217

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы торые должны устанавливать факт наличия или отсутствия явления и регламентировать его величину. Однако указанные средства контроля на ТЭС практически отсутствуют, как соответствующие оценочные методики. Так как из-за ТНП происходит формоизменение паропроводов, это является причиной изменения нагрузок ОПС и возникновения застойных зон. При наличии на трассах паропроводов сочетания промежуточных упругих и жестких опор, возникновение ТНП нередко приводит либо к полной разгрузке последних, либо к обрыву тяг. В промежуточных случаях установить текущую нагрузку, которую несут жесткие опоры, становится невозможно. Таким образом, подобные сочетания опорных элементов в пределах одной трассы весьма опасны. Появление искривления трасс, связанных с действием ТНП, можно было бы выявлять, если бы каждое изменение нагрузок ОПС, с целью их приближения к проектным, сопровождалось документированием исходного состояния (перед началом проведения регулировки ОПС) и анализом причин изменения нагрузки от исходного состояния к текущему. Однако такой анализ в настоящее время не практикуется. Необходимо восполнить имеющийся пробел введением контроля участков, на которых появление ТНП потенциально возможно, создать механизм отслеживания и предотвращения нежелательных режимов, а также разработать методики, которые позволяли бы оценивать фактические напряжения от ТНП. Кроме того, необходима методика оценки допустимых значений перепада температур по периметру на стадии проектирования. Высокотемпературные паропроводы и другие толстостенные элементы оборудования работают в условиях ползучести и испытывают циклические нагрузки. Оба этих фактора являются основными для оценки выработанного и остаточного ресурса. В настоящее время известно, что принцип «линейного суммирования повреждений» [12], который ранее приводился в РТМ как рекомендуемый, не является корректным, поскольку реальная зависимость совместного действия двух указанных факторов намного сложнее. Несмотря на наличие отдельных экспериментальных данных в этой области [13], законченная методика совместного учета обоих факторов применительно к отечественным котельным сталям в настоящее время отсутствует. Отсутствуют методики, по которым можно было бы оценить прочность вы-

218

соко- и низкотемпературных паропроводов, связанных совместными температурными расширениями. Также нет подходов для выполнения корректных прочностных расчетов высокотемпературных паропроводов, части которых в течение длительного времени могут находиться в различных тепловых состояниях. Примером таких паропроводов могут служить схемы главных паропроводов ТЭС с поперечными связями. Поскольку для подобных паропроводов и сочетаний паропроводов нередко отмечается повышенная повреждаемость тройниковых соединений, можно предположить, что причиной этого могут быть некорректные прочностные оценки на стадии проектирования, которые не позволяют выявить наиболее опасный вариант нагружения. Есть неопределенность с учетом манометрического эффекта – разгибания криволинейных элементов паропроводов под действием внутреннего давления. Этот эффект является дополнительным нагружающим фактором. Его использование для проведения оценки перемещений и деформаций методически не регламентировано, что позволяет использовать указанный фактор в некоторых программах только в качестве дополнительной компоненты, входящей в формулы для подсчета напряжений. Проблема обоснованного продления эксплуатации паропроводов и других теплонапряженных элементов должна решаться путем совершенствования режимов эксплуатации с использованием контроля всех влияющих факторов, совершенствования расчетных методов оценки напряженного состояния, а также анализа реальных особенностей эксплуатации на основе полноценной документации. Литература 1. Life assessment product catalog for Boilers, Steam Pipes and Steam Turbines.

ERRJ, TR-10549, Research Project RP225312, July 1992.

2. Power – Gen 93. Conference Papers.

November 17-19 1993. Dallas, USA Volume 14. p. 121 «Astatistical study of the observed damage of high energy piping systems».

3. Damage Mechanisms and Life Assessment of High Temperature Components. R.Viswanaman (EPRJ). ASM International. Metals Park, Ohio 44073. May 1993.

4. B.Dodley, R-Viswanathan. Life Extension and Assessment of Fossil Power Plants.

Proceedings of conference in Washington, June 1986, EPRJ CS 5208.

5. Продление ресурса ТЭС. Сборник докладов на международной конференции,

посвященной оценке остаточного ресурса и продлению срока службы энергоблоков ТЭС, работающих на органическом топливе. Москва, ВТИ, 16–20 мая 1994 г. Том 1. «Подход энергетической компании National Power (Великобритания) к оценке и продлению срока эксплуатации электростанций». К. Лопес-Касикедо.

6. Продление ресурса ТЭС. Сборник докладов на международной конференции, посвященной оценке остаточного ресурса и продлению срока службы энергоблоков ТЭС, работающих на органическом топливе. Москва, ВТИ, 16–20 мая 1994 г. Том 1. «Голландский опыт оценки и продления ресурса оборудования электростанций, работающих на твердом топливе». Л. Дюфор, КЕМА (Нидерланды).

7. Продление ресурса ТЭС. Сборник докладов на международной конференции, посвященной оценке остаточного ресурса и продлению срока службы энергоблоков ТЭС, работающих на органическом топливе. Москва, ВТИ, 16–20 мая 1994 г. Том 2. «Оценка остаточного срока службы паровых трубопроводных систем». Р. Блум, Дж. Хольд, ELSAM (Дания).

8. Продление ресурса ТЭС. Сборник докладов на международной конференции, посвященной оценке остаточного ресурса и продлению срока службы энергоблоков ТЭС, работающих на органическом топливе. Москва, ВТИ, 16–20 мая 1994 г. Том 1. «Продление ресурса – сложная задача планирования». Гарофф, HEW (Германия).

9. Продление ресурса ТЭС. Сборник докладов на международной конференции, посвященной оценке остаточного ресурса и продлению срока службы энергоблоков ТЭС, работающих на органическом топливе. Москва, ВТИ, 16–20 мая 1994 г. Том 2, стр. 12. «Исследование остаточного ресурса на примере VEBA KRAFTWERKE RUHR AG». В. Артсвальд (Германия).

10. Сборник докладов международной конференции «Central and Eastern European Power Industry Forum». 30 и 31 марта 1994 г., Прага, Чехия. «Financing Power Generation Project in Central and Eastern Europe. The Turow Power Station Example». Eric A.P. Lecesne, Staffan Wallin (Швейцария).

11. РД 10-249-98 «Нормы расчета на прочность стационарных котлов и паропроводов пара и горячей воды».

12. ОСТ 108.031.02-75 «Котлы стационарные паровые и водогрейные и трубопроводы пара и горячей воды. Нормы расчета на прочность».

13. Туляков Г.А., Скоробогатых В.Н., Гриневский В.В. Конструкционные материалы для машиностроения. М.: Машиностроение, 1991 г.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Экспертиза промышленной безопасности

промышленных кирпичных труб

атации требуется регулярная протяжка и смазка деталей колец. В случае если стяжное кольцо отлетело от тела ствола трубы, необходимо в кратчайшие сроки восстановить проектное положение стяжного кольца.

3. Выпадение отдельных кирпичей из ствола трубы – наиболее распространенный и в то же время наиболее опасный дефект, так как в случае падения на человека он может привести к летально-

му исходу. На фото 3 показан данный дефект на трубе.

4. Необходимо обращать внимание на трещины на стволе трубы и в случае их появления незамедлительно принимать меры для ремонта трубы или провести демонтаж трубы. На фото 4 изображена трещина после ремонта. Кроме экспертизы проведения промышленной безопасности и обследования дымовых труб как строительных конструкций, целесообразно каждый год производить мониторинг крена трубы для оперативного реагирования на возможность увеличения крена трубы, который, в свою очередь, может привести к обрушению. В случае если ремонт не целесообразен по ряду причин (физически невозможен, недостаток финансовых средств и т.д.), имеет смысл произвести демонтаж такой трубы и заменить ее на менее габаритную, к примеру, металлическую трубу. В случае демонтажа требуется разработать проект на демонтаж, провести экспертизу промышленной безопасности проектной документации (в данном случае на демонтаж) и только после этого произвести демонтаж силами специализированной организации. Дымовая труба является ответственным инженерным сооружением, работающим в тяжелых условиях высоких ве-

Фото 1

Фото 2

Роман ГУБАРЕВ, начальник лаборатории неразрушающего контроля ООО «СпецЭнергоПром» Евгений АШУРКОВ, генеральный директор ООО «СпецЭнергоПром» Константин БАБЕНКО, технический директор ООО «СпецЭнергоПром» Елена ПРЯХИНА, ведущий инженер ООО «СпецЭнергоПром» Алексей ПАХОМОВ, инженер 1 категории ООО «СпецЭнергоПром»

На сегодняшний день в различных отраслях народного хозяйства различные здания и сооружения эксплуатируются с большой вероятностью возникновения аварийных ситуациях, которые могут привести к нежелательным последствиям вплоть до обрушения. Для предупреждения возникновений таких ситуаций, а также для возможности оперативно выполнять текущие и капитальные ремонты, требуется выполнять экспертизу промышленной безопасности. Ключевые слова: промышленная безопасность, обследования, кирпичные дымовые трубы.

С

реди видов экспертизы промышленной безопасности отдельно следует выделить экспертизу промышленных труб. Промышленные трубы делятся по материалу изготовления на: 1. Металлические.

2. Кирпичные.

3. Железобетонные. Особую обеспокоенность вызывает состояние кирпичных и железобетонных труб, так как их возраст в настоящее время составляет 40–50 лет. Рассмотрим на конкретных примерах основные дефекты промышленных кирпичных труб, на которые стоит обратить внимание при экспертизе промышленной безопасности кирпичных труб.

1. Отсутствие проектной и эксплуатационной документации. В настоящее время на оголовки промышленных труб зачастую устанавливают дополнительное оборудование (антенны, ретрансляторы и т.д.), а, согласно правилам, наличие разрешительных документов (обоснованным специальным расчетом) обязательно. На фото 1–2 приведены примеры установки дополнительного оборудования на кирпичные трубы.

2. Стяжные кольца являются одним из важных элементов в конструкции кирпичных труб, и для безопасной эксплу-

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

219

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

О содержании выводов заключения экспертизы ПБ

Фото 3

Фото 4

технических устройств Константин БАБЕНКО, технический директор ООО «СпецЭнергоПром» Евгений АШУРКОВ, генеральный директор ООО «СпецЭнергоПром» Роман ГУБАРЕВ, начальник лаборатории неразрушающего контроля ООО «СпецЭнергоПром» Елена ПРЯХИНА, ведущий инженер ООО «СпецЭнергоПром» Дмитрий ВОЛОДИН, дефектоскопист ООО «СпецЭнергоПром»

В статье рассматривается возможное содержание вывода заключения экспертизы промышленной безопасности на техническое устройство при наличии недопустимых дефектов или повреждений. Ключевые слова: экспертиза промышленной безопасности, сосуд, дефект. тровых нагрузок, температуры и агрессивного воздействия дымовых газов. Учитывая, что средний возраст кирпичных дымовых труб превышает 50 лет, следует принимать все возможные меры по обеспечению их безопасности. Литература 1.Гарькин И.Н. Анализ причин обрушений промышленных зданий / И.Н. Гарькин // Технические науки: проблемы и перспективы: материалы междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, март 2011 г.).

– СПб.: Реноме, 2011. – С. 27–29.

2. Фадеева Г.Д., Гарькин И.Н., Забиров А.И. Экспертиза промышленной безопасности зданий и сооружений: характерные проблемы // Молодой ученый. – 2014.

– № 4. – С. 285–286.

3. Фадеева Г.Д., Гарькин И.Н., Забиров А.И. Экспертиза промышленной безопасности зданий и сооружений с крановыми нагрузками // Современная техника и технологии.– Июнь 2014.– № 6.

4. Кузьмишкин А.А., Гарькин И.Н. Обследование дымовых промышленных труб // Молодой ученый – 2014. – № 1.– С. 94–95.

220

П

ри проведении экспертизы промышленной безопасности технических устройств (ЭПБ ТУ), применяемых на опасных производственных объектах, последнее время все более актуальным становится вопрос о правильности изложения выводов о соответствии (несоответствии) объекта экспертизы требованиям промышленной безопасности. Требования к содержанию выводов заключения ЭПБ ТУ установлены в п.27 ФНП «Правил проведения экспертизы промышленной безопасности». При этом часто встречаются случаи, когда состояние объекта экспертизы находится в пограничных условиях, а именно: «объект экспертизы не в полной мере соответствует требованиям промышленной безопасности и может быть применен при условии внесения соответствующих изменений в документацию или выполнения соответствующих мероприятий в отношении технических устройств либо зданий и сооружений (в заключении указываются изменения, после внесения которых документация будет соот-

ветствовать требованиям промышленной безопасности, либо мероприятия, после проведения которых техническое устройство, здания, сооружения будут соответствовать требованиям промышленной безопасности)» и «объект экспертизы не соответствует требованиям промышленной безопасности». Для примера таких условий можно рассмотреть следующий случай. При проведении диагностирования технического состояния сосуда, работающего под давлением (работы выполнялись в соответствии с требованиями и по методологии, изложенными в РД 03-421-01 «Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов»), в рамках ЭПБ ТУ, было установлено: 1. Документация на сосуд имеется в наличии, по оформлению, содержанию и ведению соответствует требованиям действующих нормативных документов.

2. Сосуд эксплуатируется на технологических параметрах, установленных в паспорте сосуда.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

3. Сосуд эксплуатируется в статическом режиме (менее 1 000 циклов нагружения с размахом колебаний нагрузок более 15% с начала эксплуатации).

4. Технологическая обвязка, КИП и приборы безопасности, установленные на сосуде, соответствуют требованиям действующих нормативных документов как по компоновке, так и по их обслуживанию.

5. При проведении неразрушающего контроля сосуда выявлен дефект – участок коррозионного поражения на основном металле обечайки максимальными размерами 800200 мм, глубиной до 3,5 мм (в месте повреждения изоляции).

6. Определены фактические толщины основных элементов сосуда, при этом установлено, что максимальный равномерный коррозионный износ элементов сосуда (за исключением участка коррозионного поражения на обечайке) не превышает 1,0 мм за весь период эксплуатации (более 20 лет).

7. Рассчитанная в соответствии с п. 6.1.2 РД 03-421-01 максимальная скорость равномерной коррозии элементов сосуда составляет 0,05 мм/год (за исключением участка коррозионного поражения на обечайке).

8. Фактические значения механических характеристик металла основных элементов сосуда соответствуют требованиям нормативных документов. В соответствии с требованиями п. 4.1.3.2 РД 03-421-01 было установлено, что выявленный дефект не расположен вблизи от штуцеров или других элементов сосуда, вызывающих краевой эффект. Был проведен расчет геометрических параметров участка с локальным коррозионным повреждением на возможный допуск к эксплуатации сосуда без проведения ремонтных работ. По результатам работ было установлено, что фактические геометрические параметры дефекта (одиночной коррозионной язвы или эрозионного повреждения нетрещиноподобного вида) превышают максимальные расчетные параметры. Следовательно, выявленный дефект является недопустимым, допуск в эксплуатацию сосуда без проведения ремонтных работ – доказано – невозможен. При этом, для понимания возможности эксплуатации и прогнозирования остаточного ресурса сосуда в случае устранения дефекта и причин его образования, были проведены расчеты на статическую прочность основных элементов сосуда без учета выявленного дефекта, а только с учетом прогнозируемого равномерного коррозионного износа элементов сосуда, равного 1,0 мм,

которые показали, что условия прочности основных элементов сосуда при заданных геометрических и технологических параметрах выполняются. При этом рассчитанный остаточный ресурс сосуда по критерию равномерного коррозионного износа основных элементов составил более 10 лет, и в соответствии с требованиями, изложенными в п. 6 РД 03-421-01, остаточный ресурс может приняться равным 10 годам. В данном примере решение вопроса о проведении ремонта или исключении сосуда из эксплуатации, либо в другом подобном случае, полностью является прерогативой и компетенцией эксплуатирующей организации. Экспертная организация не вправе решать за эксплуатирующую организацию возможность замены или ремонта оборудования, однако однозначные выводы о несоответствии объекта экспертизы требованиям промышленной безопасности не являются профессиональным подходом к проведению экспертизы промышленной безопасности, так как абсолютно понятна причина возникновения, параметры и объем несоответствия требованиям промышленной безопасности. Было бы логичным и последовательным выводы заключения ЭПБ ТУ излагать в следующей редакции: «На основании проведенной экспертизы промышленной безопасности сосуда установлено: 1) сосуд не в полной мере соответствует требованиям промышленной безопасности и может быть применен на опасном производственном объекте при условии проведения ремонтновосстановительных работ, связанных с устранением дефекта – участка коррозионного поражения на основном ме-

талле обечайки сосуда максимальными размерами 800 200 мм, глубиной до 3,5 мм, восстановлением изоляции и проведения внеочередного технического освидетельствования; 2) после выполнения соответствующих мероприятий (ремонтно-восстановительных работ, связанных с устранением дефекта – участка коррозионного поражения на основном металле обечайки сосуда максимальными размерами 800200 мм, глубиной до 3,5 мм, восстановлением изоляции и проведения внеочередного технического освидетельствования) допускается эксплуатация сосуда до (указывается точный срок) на следующих разрешенных параметрах (указывается рабочее давление, рабочая температура среды, рабочая среда); 3) при ремонте, пуске в эксплуатацию и эксплуатации сосуда необходимо соблюдать требования действующей нормативной документации; 4) при эксплуатации сосуда сроки и объемы периодических технических освидетельствований сосуда принимать в соответствии с требованиями действующих нормативных документов; 5) по истечении назначенного срока эксплуатации провести экспертизу промышленной безопасности». Данная трактовка выводов заключения ЭПБ ТУ соответствует требованиям нормативной документации к их содержанию, делает возможным полностью закончить процесс экспертизы без дальнейшего контроля условий эксплуатации со стороны экспертной организации и в то же время оставляет право самостоятельно выбирать пути решения проблемы эксплуатирующей организации.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

221

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Обследование строительных конструкций отделения компримирования газа, очистки, сжижения, хранения и отгрузки жидкого диоксида углерода Валерий КОВАЛЕВ, заместитель главного инженера ООО «Центр Технической Диагностики» Леонид КУЗНЕЦОВ, заместитель начальника отдела ООО «Центр Технической Диагностики» Михаил СЯЧИН, заместитель начальника отдела ООО «Центр Технической Диагностики» Наталья МУСИНА, начальник отдела ООО «Центр Технической Диагностики» Андрей ЗЮХИН, начальник отдела ООО «Центр Технической Диагностики»

В данной статье авторами рассмотрено обследование строительных конструкций отделения компримирования газа, очистки, сжижения, хранения и отгрузки жидкого диокисда азота с целью определения соответствия объекта требованиям промышленной безопасности, оценка фактического состояния. Ключевые слова: обследование, строительные конструкции.

К

омплексное обследование строительных конструкций с установлением технического состояния и соответствия объекта требованиям промышленной безопасности, проводится в соответствии с Федеральным Законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ [1]; Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]. Результаты обследования технического состояния строительных конструкций С целью определения соответствия бетона строительных конструкций проекту и требованиям современных норм выполнена инструментальная диагностика прочностных характеристик бетона конструкций с применением ультразвукового тестера строительных материалов «Пульсар-1.2» по ГОСТ 176242012 [3]. В ходе проведения обследования не выявлено дефектов и повреждений конструкций и узлов каркаса здания, свидетельствующих о снижении несущей

222

способности и прочности конструкций. Изменение схемы приложения, направления или величины нагрузок не прогнозируется, предпосылки для проведения проверочных расчетов отсутствуют.

Фундаменты В процессе настоящего обследования дефектов и повреждений (таких как трещины и деформации каркаса здания, перекосы и отклонения от вертикали ограждающих конструкций), косвенно свидетельствующих о недостаточной несущей способности грунтов основания и фундаментов здания, не обнаружено. В соответствии с рекомендациями п. 5.2.17 ГОСТ 31937-2011 [4] детальное (инструментальное) обследование фундаментов не требуется.

Колонны каркаса Дефектов и повреждений колонн здания, свидетельствующих о снижении их несущей способности, в ходе проведения обследования не обнаружено. Ввиду отсутствия в предоставленной документации данных по прочности бетона колонн, выполнены контрольные замеры прочностных характеристик бетона колонн каркаса и фахверковых колонн. По результатам ультразвукового контроля условная прочность бето-

на на сжатие колонн находится в пределах от 290 до 320 кг/см 2, что соответствует марке (классу) М300 (В22.5), отвечает требованиям нормативной документации.

Конструкции покрытия Схемы расположения, основные габаритные размеры, сечения сборных железобетонных балок, ферм и плит покрытия соответствуют проекту. По результатам выборочного ультразвукового контроля условная прочность бетона на сжатие ферм покрытия в осях Г-Ж составляет 375–415 кг/см, балок покрытия в осях Ж-К – 384 кг/см 2, что соответствует марке (классу) М400 (В30) и отвечает современным нормативным требованиям СП 63.13330.2012 [5]. Дефектов и повреждений балок и ферм покрытия в ходе проведения обследования не обнаружено. На отдельных плитах покрытия в осях 19–20/Д-Е, 20–21/И-К отмечена внутренняя коррозия арматурной сетки до 5% с отслоением защитного слоя бетона потолочной поверхности плит ввиду недостаточной толщины защитного бетонного слоя на стадии изготовления. В полке плиты покрытия в осях 19– 20/Ж-И обнаружено сквозное отверстие и растрескивание бетона полки в результате механического повреждения в период монтажа или устройства кровли. Необходимо выполнить ремонт поврежденных участков плит покрытия с восстановлением защитного слоя бетона, предварительной очисткой и антикоррозионной обработкой оголенной арматуры. По поперечным ребрам плит покрытия в осях 20–21/Ж-И выявлены сколы бетона на участке длиной до 200 мм с оголением арматурных стержней и подвеской к ним коробов вентиляционного оборудования. Необходимо восстановить защитный слой бетона ребер плит и установить наблюдение за их состоянием с записью результатов в журнал по эксплуатации здания.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Стеновое ограждение Схема расположения, габаритные размеры стеновых панелей, кирпичных вставок наружных стен и перегородок, оконных и дверных проемов соответствуют проекту. По причине длительной эксплуатации отмечено образование разнонаправленных волосовых трещин в фактурном слое наружной поверхности стеновых панелей, выкрашивание заполнения стыков между стеновыми панелями на отдельных участках. В результате систематических протечек кровли на внутренней поверхности стен отмечено разрушение отделочных покрытий. Рекомендуется выполнить ремонт наружной и внутренней отделки стенового ограждения здания, восстановить заполнение межпанельных стыков на поврежденных участках. Выявлено разрушение защитного цементного покрытия выступающей части кирпичной кладки стен на наружных участках. Необходимо восстановить защитные покрытия горизонтальных участков кирпичной кладки стен из цементно-песчаного раствора с обеспечением уклона от стен здания. В кирпичной самонесущей перегородке вдоль оси 18, отделяющей помещение компрессии от производственного корпуса 402, отмечена трещина по швам на всю высоту кладки раскрытием до 5 мм. Образование трещины обусловлено низким качеством производства кладочных работ на стадии строительства. Необходимо затереть трещину цементно-песчаным раствором, установить наблюдение. В случае увеличения раскрытия или распространения трещины на поверхность стеновых панелей принять меры по усилению указанного участка перегородки.

Кровля Отмечены разрывы верхнего слоя рулонного ковра и отслоение нахлесточных слоев на участках примыкания к парапетам. По парапету выявлены локальные участки отсутствия и коррозионных повреждений защитных фартуков из оцинкованной кровельной стали, отдельные листы защитных фартуков ввиду отсутствия или обрыва элементов крепления создают опасность самопроизвольного падения. Необходимо выполнить ремонт кровельного ковра на участках примыкания к парапетам, заменить поврежденные коррозией элементы защитно-

го фартука по верху парапета, установить отсутствующие и обеспечить надежное крепление оборванных элементов металлического фартука. Вследствие скоплений грязепылевых отложений толщиной до 50 мм отмечено образование застойных зон воды на участках устройства водоприемных воронок. Требуется выполнить ревизию водоприемных устройств и очистку поверхности кровли.

Конструкции подвесного оборудования Опорные балки подкрановых путей в осях Г-Ж выполнены из прокатного двутавра 123Б1, ездовые балки крана приняты из 136М. Сечения элементов не соответствуют проекту (124 и 130М, соответственно) с заменой сечения опорных балок подкрановых путей в сторону уменьшения геометричских характеристик. Признаков, свидетельствующих о недостаточной несущей способности балок, таких как прогибы, перекосы или деформации поясов и стенки балок, не обнаружено. Выполнен проверочный расчет опорных балок монорельсов с учетом фактического сечения. По результатам расчетов несущая способность конструкций обеспечена. На период дальнейшей эксплуатации необходимо соблюдать установленный режим работы и грузоподъемности крана. По результатам инструментальных замеров установлено, что сечение элементов крепления балок к фермам покрытия не соответствуют проекту. Замена принята с увеличением геометрических параметров сечения по отношению к проекту, что не снижает несущую способность элементов. В результате проведенной экспертизы здания обнаружен ряд дефектов и повреждений строительных конструкций, основными причинами возникновения которых являются: ■ длительный срок эксплуатации – разрушение фактурного слоя наружной поверхности стеновых панелей, трещины и выкрашивание заполнения межпанельных стыков; разрушение защитного цементного покрытия выступающего горизонтального участка кирпичной стены; износ верхних слоев рулонного ковра и защитных фартуков по парапету; ■ нарушение правил эксплуатации – механические сколы бетона поперечных ребер плит покрытия с подвеской к арматурным стержням вентиляционных коробов; нарушение водоотТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

вода с поверхности кровли – засорение водоприемных воронок; ■ дефекты СМР – оголение арматурной сетки потолочной поверхности плит ввиду недостаточной толщины защитного слоя бетона; низкое качество производства каменных работ; замена сечений элементов подкрановых конструкций. Выявленные дефекты и повреждения по категории опасности в соответствии с РД– 22-01-97 [6] условно отнесены к категории «Б» и «В». «Б» – дефекты и повреждения, не грозящие в момент осмотра опасностью разрушений конструкций, но могущие в дальнейшем вызвать повреждения других элементов и узлов или при развитии повреждения перейти в категорию «A». «В» – дефекты и повреждения локального характера, которые при последующем развитии не могут оказать влияния на другие элементы конструкции (повреждения вспомогательных конструкций, площадок, местные прогибы и вмятины ненапряженных конструкций и т.п.). По результатам проведенной экспертизы ПБ состояние строительных конструкций здания с учетом выявленных дефектов и повреждений оценивается как работоспособное. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. ГОСТ 17624-2012 «Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности».

4. ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния».

5. СП 63.13330.2012 Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».

6. РД 22-01-97 «Требования к проведению оценки безопасной эксплуатации производственных зданий и сооружений поднадзорных промышленных производств» (обследование строительных конструкций специализированными организациями).

223

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Программа оценки соответствия технического устройства (установки УПА-60А) требованиям промышленной безопасности Игорь КУНИЦЫН, директор ООО «Экспертно-консультативное бюро «Техносфера» Алексей КАРМАНОВ, ведущий инженер АО «Сибирский ЭНТЦ» Михаил МИШУРА, начальник отдела экспертизы АО «Сибирский ЭНТЦ» Елена АФАНАСЬЕВА, технический директор ООО «Экспертно-консультативное бюро «Техносфера» Михаил АНДРИАНОВ, эксперт ООО «ГазЭксперт»

В данной статье рассматривается программа оценки соответствия технического устройства (установки УПА-60А), предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности, а также установления возможности и сроков продления его безопасной эксплуатации. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, программа, установка.

У

казанная цель достигается путем: ■ определения соответствия технического устройства требованиям нормативно-технической документации в области промышленной безопасности; ■ определения технического состояния технического устройства, применяемого на опасном производственном объекте; ■ определения возможности, параметров, сроков и условий дальнейшей безопасной эксплуатации. Работы по экспертному техническому диагностированию проводятся на основании следующих документов: ■ Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ [1]; ■ Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2];

224

■ Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности для опасных производственных объектов магистральных трубопроводов», утвержденные приказом от 6 ноября 2013 года № 520 Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору [3]. Установка УПА-60А предназначена для освоения и ремонта нефтяных и газовых скважин. При этом выполняются следующие работы: ■ переезд от скважины к скважине; ■ монтаж-демонтаж на скважине;

■ спуско-подъемные операции с насосно-компрессорными, бурильными и обсадными трубами, а также насосными штангами; ■ промывка песчаных пробок, глушение скважин, циркуляция промывочного раствора при бурении, фрезеровании и других работах; ■ разбуривание цементных стаканов, бурение, фрезерование; ■ ловильные и другие работы по ликвидации аварий в скважине. Сведения об изготовлении и характеристика технического устройства представлены в таблице 1. Сведения об основных частях технического устройства представлены в таблице 2. Процедура технического диагностирования установки УПА-60 включает в себя следующие мероприятия.

1. Проверка и анализ технической документации. При проверке и анализе технической документации установлено: ■ отклонения от назначенных характеристик при эксплуатации (не зафиксировано); ■ отказы и неисправности за период эксплуатации (не зафиксировано); ■ проведенные ремонты за период эксплуатации (проводился ремонт вышки, ремонтная документация отсутствует).

Таблица 1 Наименование

Установка подъемная УПА-60А

Заводской №

43

Дата изготовления

1999 г.

Дата ввода в эксплуатацию Грузоподъемность на крюке, КН(ТС)

Номинальная Максимальная (кратковременная)

1999 г.

600 (60) 750 (75)

Монтажная база

Автомобиль КрАЗ-65101

Привод механизмов

Тяговый двигатель шасси КрАЗ ЯМЗ-238Д

Мощность привода подъемной установки КВт (л.с.)

243 (330)

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

2. Результаты визуального и измерительного контроля. Последовательному визуальному осмотру подлежали все нагруженные узлы и их соединения на наличие или отсутствия в них следующих дефектов: изгибы, смятия и другие виды деформации, отклонения положения узлов от проектных, разрушения элементов вследствие коррозии, видимое разрушение сварных швов и ослабление болтовых соединений, образование трещин в элементах и их соединениях, выработка (износ) отверстий шарнирных соединений. При визуальном и измерительном контроле канатов установлено: ■ разрыв прядей, уменьшение диаметра – не обнаружено; ■ деформации в виде волнистости, выпуклости, выдавливании проволок и прядей, раздавливание прядей, заломы, перегибы – не обнаружено; ■ поверхностные и внутренние коррозии – не обнаружено.

3. Результаты обследования металлоконструкций агрегата. Обследование металлоконструкций агрегата проводится с целью определения фактических отклонений геометрических характеристик элементов и металлоконструкций в целом от проектных. Обследованию подлежали: ■ мачта (изогнутости и скручивания балок, отклонения осевых линий и деформаций, трещин – не обнаружено); ■ опора мачты и винтовые домкраты (отклонений перпендикулярности оси, трещин, деформаций – не обнаружено); ■ транспортные опоры мачты (отклонения осевых линий, деформаций, трещин – не обнаружено); ■ основание (скручивания, отклонения осевых линий, деформаций, трещин – не обнаружено).

4. Результаты ультразвуковой толщинометрии элементов металлоконструкций. Ультразвуковая толщинометрия определяет количественные характеристики толщины стенок элементов металлоконструкций. Ультразвуковая толщинометрия проводилась на несущих трубах, элементах решетки, поясах мачты. Результат замеров толщины – коррозионный и эрозионный износ не превышает 10% от номинальной толщины.

5. Результаты контроля механических характеристик металла (измерения твердости). Измерение твердости проводится для оценки механических свойств металла. Измерениям подверглись несущие трубы, элементы решетки, пояса мачты. Результаты замеров твердости соответ-

Таблица 2 Скорость подъема (м/с): наименьшая – 0,13 наибольшая – 1,6

Лебедка

Однобарабанная с цепным приводом, двухленточным тормозом бурового барабана, пневмоусилителем тормоза, дисковыми пневматическими муфтами, для включения 2-х скоростей барабана

Мачта

Телескопическая, наклонная, с открытой передней гранью верхней секции и отбойным щитом на нижней секции

Высота мачты от земли до оси кронблока, м, – 22,0

Гидроротор

Нагрузка статическая на стол ротора, кН (тс), – 600 (60). Момент силы на столе ротора, Нм (кгс. м): – номинальный – 3900 (390); – максимальный – 5200 (520). Частота вращения стола ротора, с-1 (об/мин): – номинальная – 0,37 (21,3); – максимальная – 1,46 (86) Гидравлическая

Лебедка вспомогательная

Тяговое усилие в канате при давлении 10 МПа, кН (тс): – на первом слое – 40 (4,0); – на последнем слое – 20 (2,0)

Блок талевый

Количество роликов – 4. Грузоподъемность, кН (тс), – 800 (80). Габаритные размеры, мм, – 1 800х410х570. Диаметр каната, мм, – 25–25,5

Крюк

Грузоподъемность, max, кН (тс), – 800 (80). Габаритные размеры, мм, – 570449128. Масса, кг, – 125

Кронблок

Количество роликов: основной лебедки – 4; вспомогательной лебедки – 2. Грузоподъемность на талевом блоке при оснастке 34 – 800 кН (80тс). Масса, кг, – 500; габаритные размеры, мм, – 1 0001 000850

ствуют величинам, установленным для соответствующих марок сталей. Отклонений от нормативных значений нет.

6. Результаты проверки состояния механизмов и узлов оборудования. По результатам проверки состояния механизмов и узлов оборудования установлено: ■ видимых следов физического износа не обнаружено; ■ изменения геометрических размеров и трещин в корпусах редукторов, тормозных шкивах не обнаружено; ■ повреждения рабочих поверхностей зубчатых колес и звездочек не обнаружено; ■ износа рабочих поверхностей барабанов лебедок, канатных и тормозных шкивов не обнаружено; ■ трещин, скол блоков, деформаций тормозных лент и валов не обнаружено.

7. Результаты проверки состояния электрооборудования. По результатам проверки состояния электрооборудования установлено: ■ наличие и состояние заземления – удовлетворительное; ■ состояние электрических цепей – удовлетворительное;

■ наличие защитных устройств и их состояние – удовлетворительное.

8. Результаты обследования пневмогидрооборудования. По результатам обследования пневмогидрооборудования установлено: ■ состояния шлангов удовлетворительное; ■ утечек рабочей жидкости не выявлено; ■ деформаций мест крепления гидроцилиндров, люфта не обнаружено. Проведен наружный осмотр ресивера компрессора, в результате которого установлено: ■ на наружной поверхности обечайки трещин, выпуклости, вмятости, коррозионного износа не обнаружено; ■ на наружной поверхности днищ трещин, вмятин, коррозионного износа не обнаружено; ■ состояние сварных швов – удовлетворительное.

9. Проведение статических испытаний. Статические испытания проводились в соответствии с требованиями РД 08-19598 «Инструкция по техническому диагностированию состояния передвижных установок для ремонта скважин» [4].

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

225

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы В результате статических испытаний остаточных деформаций не обнаружено.

10. Проведение акустико-эмиссионной диагностики. Акустико-эмиссионная диагностика проводились в соответствии с требованиями РД 08-195-98 «Инструкция по техническому диагностированию состояния передвижных установок для ремонта скважин» [4]. Результаты акустико-эмиссионной диагностики – удовлетворительные.

11. Определение остаточного ресурса металлоконструкций. Определение остаточного ресурса металлоконструкций выполнено в соответствии с МУ 03-008-06 «Методические указания по экспертизе промышленной безо­пасности буровых установок с целью продления срока безопасной эксплуатации» [5]. Остаточный ресурс агрегата для освоения и ремонта скважин УПА-60А составляет более одного года. На основании технического диагностирования определено, что Установка подъемная УПА-60А технически исправна и соответствует требованиям промышленной безопасности. В соответствии с требованием п. 6 порядка продления срока безопасной эксплуатации технических устройств, оборудования и сооружений на опасных производственных объектах принято решение о продолжении эксплуатации установки. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116ФЗ (в действующей редакции).

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности для опасных производственных объектов магистральных трубопроводов», утвержденные приказом от 6 ноября 2013 года № 520 Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору.

4. РД 08-195-98 «Инструкция по техническому диагностированию состояния передвижных установок для ремонта скважин».

5. МУ 03-008-06 «Методические указания по экспертизе промышленной безопасности буровых установок с целью продления срока безопасной эксплуатации».

226

Программа оценки соответствия технического устройства (оборудование устья скважины КГ 3х700 К2) требованиям промышленной безопасности Игорь КУНИЦЫН, директор ООО «Экспертно-консультативное бюро «Техносфера» Алексей КАРМАНОВ, ведущий инженер АО «Сибирский ЭНТЦ» Михаил МИШУРА, начальник отдела экспертизы АО «Сибирский ЭНТЦ» Елена АФАНАСЬЕВА, технический директор ООО «Экспертно-консультативное бюро «Техносфера» Михаил АНДРИАНОВ, эксперт ООО «ГазЭксперт»

В данной статье рассматривается программа оценки соответствия технического устройства (оборудование устья скважины КГ 3х700 К2) предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности, а также установления возможности и сроков продления его безопасной эксплуатации. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, программа, оборудование, скважина.

У

казанная цель достигается путем: ■ определения соответствия технического устройства требованиям нормативно-технической документации в области промышленной безопасности; ■ определения технического состояния технического устройства, при-

меняемого на опасном производственном объекте; ■ определения возможности, параметров, сроков и условий дальнейшей безопасной эксплуатации. Работы по экспертному техническому диагностированию проводятся на основании следующих документов: ■ Федеральный закон «О промыш-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

ленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ [1]; ■ Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]; ■ Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности для опасных производственных объектов магистральных трубопроводов», утвержденных приказом от 6 ноября 2013 года № 520 Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору [3]. Оборудование устья скважины типа – обвязка колонная клиновая КГ 3х700 К2 – предназначена для: ■ закрепления (подвешивания) верхних концов обсадных колонн; ■ герметизации межколонных пространств; ■ отвода бурового раствора из межколонных пространств при цементировании; ■ контроля давления в межколонных пространствах; ■ проведения необходимых технологических операций при строительстве, эксплуатации или ремонте нефтяных и газовых скважин. Дата изготовления и год ввода в эксплуатацию – 1989. Анализ технической документации проводился с целью ознакомления с конструкцией и технологическим режимом работы оборудования устья скважины, выявления мест (зон) возможного появления дефектов при эксплуатации, причин и механизма их возникновения, определение мест их локализации. При проверке и анализе технической документации установлено: ■ оборудование устья скважины используется по прямому назначению; ■ рабочие параметры (давление, температура, состав среды) соответствуют значениям дубликата паспорта и технической документации. Визуальный и измерительный контроль проводился в соответствии с требованиями РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю» [4]. При проведении визуального и измерительного контроля оборудования устья скважины установлено: ■ трещин в основном металле не обнаружено;

■ механических повреждений (разрывов, изломов, вмятин) не обнаружено; ■ расслоения основного металла не обнаружено; ■ коррозионного повреждения не обнаружено; ■ качество защитных покрытий и окраски в удовлетворительном состоянии; ■ изменение геометрических форм отсутствует; ■ маркировка соответствует дубликату паспорта. При проведении визуального и измерительного контроля запорной арматуры установлено: ■ трещин в основном металле не обнаружено; ■ механических повреждений (разрывов, изломов, вмятин) не обнаружено; ■ расслоения основного металла не обнаружено; ■ коррозионного повреждения не обнаружено; ■ качество защитных покрытий и окраски в удовлетворительном состоянии; ■ изменение геометрических форм отсутствует; ■ состояние уплотняющих поверхностей удовлетворительное; ■ отсутствует маркировка на задвижке КГ. При проведении визуального и измерительного контроля крепежных деталей установлено: ■ вытягивания резьбы не обнаружено; ■ трещин не обнаружено; ■ выкрашивания ниток резьбы глубиной более 0,5 высоты профиля резьбы или длинной, превышающей в витке 0,25 его длины, не обнаружено; ■ повреждений боковых граней, ребер гаек, препятствующих затяжке, не обнаружено. Средства измерения (манометры) находятся в исправном состоянии и имеют метрологическую поверку. Ультразвуковая толщинометрия на элементах ОУС проводилась в опасных сечениях в соответствии с требованиями ГОСТ 28702-90 «Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые. Общие технические требования» [5]. По результатам проведения ультразвуковой толщинометрии установлено, что толщины элементов устьевого оборудования находятся в допустимых пределах, определяемых Методикой диагностирования устьевой, фонтанной и нагнетательной арматуры, отработавшей нормативный срок служТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

бы, и не превышает 10% от номинальной толщины. При проведении ультразвуковой дефектоскопии корпусных элементов дефектов не выявлено, при этом ультразвуковому контролю не подвергались зоны корпусных деталей на участках: ■ с крупными поверхностными неровностями в виде маркировки оборудования в литье на деталях ОУС; ■ с поверхностными дефектами литья (забоины, глубокие рытвины, канавки) на деталях ОУС; ■ значительного утолщения из конструктивных соображений или для нанесения маркировки; ■ с большой кривизной поверхности и недоступных для сканирования преобразователем. Измерение твердости проводится для оценки механических свойств металла по ГОСТ 51365-99 «Оборудование нефтепромысловое добычное устьевое» [6]. Результаты замеров твердости устьевого оборудования соответствуют величинам, установленным для соответствующих марок сталей. Отклонений от нормативных значений нет. В соответствие с полученными результатами и учетом требований федеральных норм и правил в области промышленной безопасности установлено, что оборудование устья скважины технически исправно и соответствует требованиям промышленной безопасности. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ (в действующей редакции).

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности для опасных производственных объектов магистральных трубопроводов», утвержденные приказом от 6 ноября 2013 года № 520 Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору.

4. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».

5. ГОСТ 28702-90 «Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые. Общие технические требования».

6. ГОСТ 51365-99 «Оборудование нефтепромысловое добычное устьевое».

227

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Программа обследования и оценки технического состояния строительных конструкций металлической дымовой трубы здания котельной Алексей ЧЕРНЫШЕВ, заместитель директора по диагностике филиала ООО «ГАЗМАШПРОЕКТ» «НАГАТИНСКИЙ» Алексей БОНДАРЕНКО, директор филиала ООО «ГАЗМАШПРОЕКТ» «НАГАТИНСКИЙ» Сергей КУДИМОВ, генеральный директор Общества с ограниченной ответственностью «Проектно-конструкторское технологическое бюро «Стальконструкция» Марат ИСМАГИЛОВ, заместитель генерального директора по ЭПБ и НК ООО «АНЕВА» Леонид СЕМЕНОВ, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Братский государственный университет»

Целью проведения обследования является определение технического состояния металлической дымовой трубы, разработка корректирующих мероприятий и рекомендаций по устранению дефектов и повреждений, нарушений требований промышленной безопасности, решение вопроса о возможности, сроке и условиях дальнейшей безопасной эксплуатации в продлеваемый период. Ключевые слова: обследование, техническое состояние, степень повреждения, дефекты, техническое диагностирование, строительные конструкции, дымовая труба.

П

рограмма экспертного обследования металлической дымовой трубы составлена в соответствии с требованиями следующих основных нормативных документов: ■ Федерального Закона № 116 от 21 июля 1997 года «О промышленной безо­ пасности опасных производственных объектов» [1]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]. Металлическая дымовая труба здания котельной предназначена для отвода дымовых газов от двух водогрейных котлов КВа-1,0Гн. Сооружение представляет собой металлический ствол (вы-

228

сота Н = 29,4 м, внешний диаметр D = 0,63 m), установленный на железобетонный фундамент. Для восприятия горизонтальных нагрузок на стволе установлены 2 уровня металлических вантовых оттяжек. Передача вертикальной нагрузки от ствола к фундаменту происходит через металлическую плиту основания, связанную с фундаментом через кирпичный постамент высотой 2,7 м. Программа обследования технического состояния металлической дымовой трубы, рассмотренная в данной статье, включает в себя следующие этапы: 1. Анализ имеющейся технической, исполнительной и эксплуатационной документации по сооружению. При этом рассматриваются: ■ Паспорт на трубу; ■ Комплект чертежей проекта трубы с указанием всех изменений внесенных

при производстве работ и согласованных с проектной организацией; ■ Акт приемки в эксплуатацию законченной строительством трубы (включая фундамент); ■ Журнал работ по возведению трубы с актами на скрытые работы и результатами испытания материалов; ■ Сертификаты, технические паспорта и другие документы, удостоверяющие качество примененных материалов и конструкций при строительстве трубы; ■ Технический журнал по эксплуатации трубы; ■ Акты проведенных осмотров и заключения специализированных организаций о ранее выполненных обследованиях (экспертиз); ■ Акты расследования аварий (инцидентов), отклонений технологических параметров, влияющих на условия эксплуатации трубы; ■ Журнал контроля осадки фундамента и крена трубы в процессе строительства и эксплуатации со схемами исполнительной съемки; ■ Документы о выполненных ремонтах, реконструкциях, усилениях; ■ Документы о фактических параметрах отводимых газов (объеме, температуре, составе, влажности и т.д.); ■ Данные о режиме эксплуатации трубы, изменений видов топлива, датах и длительности останова трубы, актов о соблюдении режимов сушки и разогрева трубы после останова; объеме, температуре, составе и влажности отводимых газов; ■ Отчеты по инженерно-геологическим условиям территории, на которой расположена труба; ■ Предписания надзорных органов по вопросам эксплуатации трубы.

2. Рассмотрение фактических условий воздействия па конструкции трубы: ■ Аэродинамического режима, фактического объема, температуры и состава

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

отводимых газов при максимальном и минимальном режиме работы подключенных к трубе агрегатов; ■ Наличия подъездных путей с интенсивным движением или производственных цехов с динамическими производственными процессами расположенных менее 40 м от трубы.

3. Проверка состояния конструкций а) Осмотр сооружения с уровня земли с помощью оптических приборов для определения: ■ Состояния наружной поверхности ствола трубы, с выявлением дефектов и повреждений материала ствола; ■ Состояние опорных конструкций трубы; ■ Состояние газоходов; ■ Состояние отмостки; ■ Состояния гарнитуры грубы (ходовой лестницы и площадки, вантовых оттяжек, металлоконструкций молниезащиты) ■ Определение возможности использования ходовой лестницы и площадки для безопасного перемещения по ним персонала при проведении обследования; ■ Принятие заказчиком мер по устранению повреждений и обеспечению безопасной работы при проведении обследования (в случаях выявления повреждений ходовой лестницы и площадки). б) Полное обследование конструкций трубы, с составлением карт дефектов и установлением причин возникновения дефектов (повреждений): Определение состояния опорных конструкций трубы, включая: ■ Состояние фундамента; ■ Состояние опорной плиты; ■ Состояние ребер жесткости (контр­ форсов); ■ Наличие и состояние анкерных болтов; ■ Наличие и состояние отмостки; Определение состояния металлического ствола, включая: ■ Состояние сварных швов соединений секций; ■ Состояние защитно-маркировочной окраски; ■ Целостность металлического ствола; ■ Состояние крепления дымовой трубы к опорным конструкциям; ■ Состояние бетонной подливки под трубой; ■ Герметичность газоотводящего ствола и его стыков. Определение состояния гарнитуры трубы, включая: ■ Состояние лакокрасочных покрытий:

■ Состояние ходовой лестницы; ■ Состояние смотровой площадки; ■ Состояние вантовых оттяжек; ■ Состояние системы молниезащиты.

1. Определение состояния газоходов. в) Техническая диагностика: Выполнение измерений линейных размеров трубы включая: ■ Определение высоты и диаметра ствола; ■ Определение геометрических характеристик и отметки входа газохода; ■ Определение геометрических характеристик опорных конструкций трубы; ■ Определение высоты крепления и диаметра вантовых оттяжек; ■ Определение геометрических характеристик и высоты ходовой лестницы и площадки; Геодезические измерения трубы: ■ Определение крена (искривления) ствола и осадки фундамента ■ Определение крена трубы производится в несолнечную погоду либо ранним утром для исключения влияния одностороннего нагрева ствола трубы солнцем.

■ Определение качества материалов конструкций, с помощью приборов неразрушающего контроля: ■ Определение поверхностной прочности бетона фундамента с указанием класса прочности материала; ■ Определение коррозионного износа металлоконструкций трубы: ■ Определение прочностных свойств металлического ствола; г) Специальные анализы материалов конструкций: Лабораторные испытания проб материалов конструкций трубы (при необходимости). д) Анализ среды эксплуатации: Проверка соответствия фактического режима эксплуатации трубы проектным требованиям. е) Заключение по изменению оснований и фундаментов: Выполняется по результатам обследования фундамента и исследованию характеристик грунтов основания (при необходимости). ж) Оценка напряженно-деформированного состояния: Выполнение поверочных расчетов несущей способности с учетом фактического состояния сооружения при проектных, действующих и прогнозируемых воздействиях.

3. Составление заключения о техническом состоянии дымовой трубы. Составление заключения о техническом состоянии дымовой трубы в соотТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

ветствии с требованиями ГОСТ 319372011[3], СП 13-102-2003[4], РД-03-610-03 [5].

4. Выдача рекомендаций по компенсирующим мероприятиям и дальнейшей безопасной эксплуатации по завершению изучения и анализа материалов обследования в объеме, предусмотренном настоящей Программой. Для обеспечения обследования Заказчик предоставляет проектную, исполнительную и эксплуатационную документацию, сведения о проведенных ремонтах, реконструкциях, обследованиях и экспертизах, имевших место авариях и изменениях, внесенных в конструкцию сооружения. Заказчик обеспечивает допуск сотрудников исполнителя к конструкциям сооружения. Порядок допуска, режим работы, обес­ печение безопасного выполнения работ осуществляется в соответствии с условиями Договора. В случае обнаружения аварийных мест или аварийного состояния строительных конструкций Исполнитель в письменной форме уведомляет об этом Территориальное управление Ростехнадзора и руководителя организации, эксплуатирующей сооружение. Выполнение усиления конструкции в целях исключения потери устойчивости конструкций осуществляется Заказчиком. Приемка результатов обследования дымовых труб осуществляется в соответствии с условиями Договора. Внесение изменений по реализованным обследованиям сооружений производится начальником службы ЭТВС Заказчика. Срок и этапы выполнения работы определяются условиями Договора на обследование. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538).

3. ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния».

4. СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений».

5. РД 03-610-03 «Методические указания по обследованию дымовых и вентиляционных промышленных труб».

229

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Заключение по результатам технического диагностирования ресивера БТ 1811, предназначенного для хранения импульсного газа

Алексей ЧЕРНЫШЕВ, заместитель директора по диагностике филиала ООО «ГАЗМАШПРОЕКТ» «НАГАТИНСКИЙ» Алексей БОНДАРЕНКО, директор филиала ООО «ГАЗМАШПРОЕКТ» «НАГАТИНСКИЙ» Сергей КУДИМОВ, генеральный директор Общества с ограниченной ответственностью «Проектно-конструкторское технологическое бюро «Стальконструкция» Марат ИСМАГИЛОВ, заместитель генерального директора по ЭПБ и НК ООО «АНЕВА» Леонид СЕМЕНОВ, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Братский государственный университет»

В данной статье рассматривается техническое диагностирование ресивера БТ 1811, предназначенного для хранения импульсного газа, с целью определения соответствия объекта предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности, определение расчетного остаточного ресурса и срока дальнейшей безопасной эксплуатации Ключевые слова: техническое состояние, техническое диагностирование, ресивер.

Р

аботы по экспертному техническому диагностированию проводятся на основании следующих документов: ■ Федерального закона от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [1]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлени-

230

ем» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 марта 2014 года № 116) [3] Сосуд предназначен для хранения импульсного газа. Краткая характеристика объекта экспертизы представлена в таблице 1. Оценка соответствия технического устройства показала: 1. Проверка технической документации и анализ фактических условий эксплуатации сосуда. Технический паспорт на сосуд в наличии. Паспорт ведется в полном объеме и своевременно. Сосуд работает в условиях непрерывного режима нагружения (без циклических нагрузок) и воздействия технологической среды с низкой коррозионной активностью к применяемым материалам. Основной повреждающий фактор при эксплу-

атации сосуда – сплошная равномерная коррозия основного металла и сварных соединений. Надзор и эксплуатация сосуда осуществляются в соответствии с требованиями действующих ФНП и НТД по промышленной безопасности. Фактические условия эксплуатации сосуда соответствуют заданным технологическим параметрам и не превышают паспортные характеристики. Составлена «Программа экспертизы промышленной безопасности…» технического устройства 2. Оперативная диагностика. Определены текущие значения основных параметров эксплуатации сосуда. Контрольноизмерительные приборы, установленные на сосуде, имеют соответствующие клейма и отметки.

3. Визуальный и измерительный контроль. Недопустимых дефектов и формоизменений элементов сосуда, которые могли возникнуть в процессе эксплуатации и влияющие на безопасную эксплуатацию сосуда, не выявлено. Причин для изменения «Программы…», методов и объемов работ по неразрушающему контролю нет. Сосуд пригоден к дальнейшей эксплуатации.

4. Ультразвуковой контроль толщины стенок элементов сосуда. Минимальные измеренные толщины элементов сосуда: обечайка – 18,5 мм; днище верхнее – 18,9 мм; днище нижнее – 18,9 мм. Максимальная средняя скорость коррозии металла элементов сосуда составляет 0,05 мм/год. Недопустимых утонений стенок элементов сосуда в зонах контроля не обнаружено. Сосуд пригоден к дальнейшей эксплуатации.

5. Ультразвуковой контроль качества сварных соединений. Недопустимых дефектов в сварных соединениях и околошовных зонах не обнаружено. Сосуд пригоден к дальнейшей эксплуатации.

6. Контроль физико-механических свойств (твердости) основного металла и сварных соединений. Твердость (механические свойства) основного металла и металла сварных швов в процессе

Таблица 1 Наименование сосуда

Ресивер

Год изготовления

1987

Начало эксплуатации

1987

Эксплуатационные параметры: рабочее давление, МПа рабочая температура среды, °С рабочая среда

7,5 От -20 до +80 Импульсный газ

Срок службы паспортный, лет

20 лет

Срок службы фактический, лет

28 лет

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

эксплуатации сосуда не изменились и не выходят за пределы допустимых значений для применяемой марки стали и сварочных материалов. Необратимых изменений физикомеханических свойств основного металла и металла сварных швов в процессе эксплуатации сосуда не выявлено. В связи с отсутствием изменений механических свойств металла в процессе эксплуатации при проведении прочностного расчета сосуда можно использовать справочные значения механических свойств используемой стали.

7. Магнитопорошковый контроль. Недопустимых дефектов на поверхности сварных соединений и околошовных зонах не обнаружено.

8. Поверочный прочностной расчет и определение расчетного остаточного ресурса. Условия прочности сосуда выполняются. Минимальная расчетная допустимая толщина стенки обечайки – 12,9 мм, днищ – 12,6 мм. Расчетный остаточный ресурс сосуда – 10 лет. Сосуд соответствует требованиям промышленной безопасности, действующих ФНП и других документов по промышленной безопасности. Фактические условия эксплуатации сосуда не превышают паспортные характеристики. Сосуд допущен к дальнейшей безопасной эксплуатации при условии соблюдения следующих разрешенных технологических параметров: давление рабочее – 7,5 МПа; температура рабочая, °С – от -40 до +80; рабочая среда – импульсный газ. Назначенный срок дальнейшей безопасной эксплуатации сосуда 8 лет (поэтапное продление срока эксплуатации в пределах расчетного остаточного ресурса). Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года №116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538).

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 марта 2014 года № 116).

Техническое диагностирование котла типа ПК-10Ш с целью определения возможности, сроков и условий дальнейшей его эксплуатации

Анатолий БЕСПАЛОВ, эксперт лаборатории ОАО «НИИК» Максим НОВОЖИЛОВ, начальник отдела котлонадзора НО НОЧУ ДПО «Инженерно-технический центр» Салих АГЛИУЛИН, генеральный директор ОАО «Сибтехэнерго» Евгений ЧИСТЯКОВ, начальник ПО НТО ОАО «Сибтехэнерго» Илья ТРУСОВ, ведущий инженер ПО НТО ОАО «Сибтехэнерго»

Целью технического диагностирования котла типа ПК-10Ш является определение возможности, сроков и условий дальнейшей его эксплуатации. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, котел.

З

аключение экспертизы по результатам технического диагностирования котла типа ПК-10Ш составлено в соответствии с требованиями следующих основных нормативных документов: ■ Федерального Закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 20 июня 1997 года № 116 [1]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 марта 2014 года № 116 [3]. Котел типа ПК-10Ш – водотрубный, вертикальный, с естественной циркуляцией,

с камерной топкой. Расчетное давление в барабанах – 11 Мпа, расчетная температура в барабанах – 316 °С, расчетное давление на выходе из пароперегревателя – 10 МПа, расчетная температура на выходе из пароперегревателя – 510 °С. Наработка котла составляет 369 584 ч, количество пусков – 311. За период эксплуатации котла проведено 17 технических освидетельствований, в том числе 12 гидравлических испытаний пробным давлением 136,2 кгс/см2. На момент проведения экспертизы индивидуальный ресурс выработали основной и предвключенный барабаны, главные предохранительные клапаны, остальные элементы котла парковый или индивидуальный ресурсы не выработали. Техническое диагностирование основного барабана установило следующее.

1. При проведении визуального и измерительного контроля: ■ на внутренней поверхности обечаек и днищ (100%), на участках наружной поверхности в местах приварки опор – дефектов не обнаружено; ■ на поверхности лазов на расстоянии 100 мм от кромок с уплотнительной по-

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

231

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

На момент проведения экспертизы индивидуальный ресурс выработали основной и предвключенный барабаны, главные предохранительные клапаны, остальные элементы котла парковый или индивидуальный ресурсы не выработали верхностью затворов (100%) – дефектов не обнаружено; ■ в металле основных сварных соединений № 1–3 с околошовной зоной 60 мм с внутренней поверхности (100%) – дефектов не обнаружено; ■ в сварных соединениях приварки внутрибарабанных устройств с околошовной зоной 30 мм (100 % длины) – дефектов не обнаружено; ■ в отверстиях и штуцерах труб с примыкающими участками внутренней поверхности барабана – 100% в водяном и паровом объемах (пароперепускных, пароотводящих, подвода питательной воды, водоопускных, водоперепускных, водоуказательных приборов, рециркуляции) – дефектов не обнаружено; ■ в угловых сварных соединениях приварки штуцеров водоперепускных труб с внутренней стороны барабана, водоопускных, водоуказательных приборов, рециркуляции, пароперепускных, пароотводящих, подвода питательной воды с наружной стороны барабана – дефектов не обнаружено.

2. При проведении цветной дефектоскопии перечисленных ниже элементов барабана установлено: – на продольных и поперечных мостиках в водяном объеме – между отверстиями для водоперепускных труб № 17–26, 49–58, 81–90, 113–122, 145–154, водоопускных труб № 12–18, 34–40, 56–62, водоуказательных приборов № 1, 2, подвода питательной воды № 5–8 а также в паровом объеме – между отверстиями для пароперепускных труб № 20–29, 54–62, 88–97, пароотводящих труб № 27–51, 78–103, – дефектов не обнаружено; ■ на полосе металла шириной 200 мм в каждую сторону от границы кольцевого шва в водяном объеме в предполагаемых местах приварки монтажных скоб – дефектов не обнаружено; ■ на внутренней поверхности днищ с зоной перехода к сферической части (25%), в местах приварки опор (100%) – дефектов не обнаружено; ■ на поверхности лазов на расстоянии 100 мм от кромок с уплотнительной поверхностью затворов (100%) – дефектов не обнаружено; ■ в металле основных сварных соединений № 1–3 с околошовной зоной 60 мм

232

(30% длины каждого сварного соединения) – дефектов не обнаружено; ■ в сварных соединениях приварки внутрибарабанных устройств с околошовной зоной 30 мм (100% длины каждого шва) – дефектов не обнаружено; ■ в угловых сварных соединениях приварки штуцеров труб с наружной стороны барабана пароотводящих (№ 27– 51,71–103), пароперепускных (№ 20–29, 49– 62, 88–97), водоопускных (№ 12–18, 34–40, 56–62), водоуказательных приборов (№ 1, 2), подвода питательной воды (№ 5–8) и с внутренней стороны барабана водоперепускных труб № 17–26, 49–58, 81–90, 113–122, 145–154) с околошовной зоной 30 мм – дефектов не обнаружено; ■ при контроле отверстий и штуцеров труб с примыкающими участками внутренней поверхности барабана – 30% каждой группы труб (водоперепускных № 17–26, 49–58, 81–90, 113–122, 145–154; водоопускных № 12–18, 34–40, 56–62; водоуказательных приборов № 1, 2; подвода питательной воды № 5–8; пароперепускных № 20–29, 49–62, 88–97 и пароотводящих № 27–51, 71–103) – дефектов не обнаружено.

3. Овальность барабана составляет 0,370,45% при допустимой по СО 153-34.17.4422003 [4] величине 1,0%. Прогиб барабана не превышает требований СО 153-34.17.442-2003 [4].

4. Толщина стенки обечаек барабана находится в пределах 88,4–89,7 мм. Толщина стенки левого днища – 89,4– 90,0 мм. Толщина стенки правого днища – 89,4– 90,0 мм. Фактическая минимальная толщина стенок обечаек и днищ барабана превышает номинальную паспортную.

5. Твердость металла барабана, замеренная в водяном объеме на мостиках между отверстиями для водоопускных труб, составляет 149–168 НВ, металла днищ – 150–169 НВ, и соответствует требованиям СО 153-34.17.442-2003 [4] – 120–180 НВ.

6. УЗК сварных соединений барабана, включая места пересечения продольных и поперечных сварных соединений, – дефектов не обнаружено.

7. УЗК продольных и поперечных мостиков в водяном (30%) и паровом (25%) объемах, внутренней поверхности днищ

с зоной перехода к сферической части (25%), внутренней поверхности мест приварки опор (100%) – дефектов не зафиксировано. При техническом диагностировании предвключенного барабана установлено следующее.

8. При проведении визуального и измерительного контроля: ■ на внутренней поверхности обечаек и днищ (100%), на участках наружной поверхности в местах приварки опор – дефектов не обнаружено; ■ на поверхности лазов на расстоянии 100 мм от кромок с уплотнительной поверхностью затворов (100%) – дефектов не обнаружено; ■ в металле основных сварных соединений № 1, 2, 3 с околошовной зоной 60 мм с внутренней поверхности (100%) – дефектов не обнаружено; ■ в сварных соединениях приварки внутрибарабанных устройств с околошовной зоной 30 мм (100% длины) – дефектов не обнаружено; ■ на внутренней поверхности отверстий и штуцеров труб с примыкающими участками внутренней поверхности барабана – 100% в водяном и в паровом объеме – дефектов не обнаружено; ■ на поверхности выступающих концов труб с внутренней стороны барабана в паровом и водяном объемах (100%) – дефектов не обнаружено; ■ минимальные размеры выступающих концов труб вальцованных соединений водоперепускных, пароперепускных, пароотводящих труб и труб заднего экрана: высота – 20 мм, диаметр – 76 мм, толщина – 5,8 мм.

9. При проведении цветной дефектоскопии перечисленных ниже элементов барабана установлено: ■ на продольных и поперечных мостиках в водяном объеме между отверстиями для водоперепускных труб № 341–363, 386–395, 418–427, 450–459, 480–489 – дефектов не обнаружено; ■ на продольных и поперечных мостиках в паровом объеме между отверстиями для труб заднего экрана № 19–29, 56– 66, 95–105, 133–143, 170–180, пароперепускных труб № 199–208, 230–239, 264–274, пароотводящих боковых экранов № 297–302, 229–235 – дефектов не обнаружено; ■ на полосе металла шириной 200 мм в каждую сторону от границы кольцевого шва в водяном объеме в предполагаемых местах приварки монтажных скоб – дефектов не обнаружено; ■ на внутренней поверхности днищ с зоной перехода к сферической части (25%), в местах приварки опор (100%) – дефектов не обнаружено;

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

■ на поверхности лазов на расстоянии 100 мм от кромок с уплотнительной поверхностью затворов (100%) – дефектов не обнаружено; ■ в металле основных сварных соединений № 1, 2, 3 с околошовной зоной 60 мм с внутренней поверхности (30% длины каждого сварного соединения) – дефектов не обнаружено; ■ в сварных швах приварки внутрибарабанных устройств с околошовной зоной 30 мм (100% длины каждого шва) – дефектов не обнаружено; ■ на поверхности выступающих концов труб с внутренней стороны барабана на пароперепускных трубах № 230–239, 264–274, на пароотводящих трубах боковых экранов № 297–302, 229–235, на водоперепускных трубах № 354–363, 378–395 – дефектов не обнаружено; ■ на участках внутренней поверхности барабана вокруг вальцованных соединений водоперепускных труб № 354– 363, 386–395, 418–427, 450–459, 480–489, труб заднего экрана № 19–29, 56–66, 95–105, 133– 143, 170–180, пароперепускных труб № 199–208, 230–239, 264–274, пароотводящих боковых экранов № 297–307, 229–235 – дефектов не обнаружено.

10. Овальность барабана составляет 0,43–0,54% при допустимой по СО 15334.17.442-2003 величине 1,0%. Прогиб барабана не превышает требований СО 153-34.17.442-2003.

11. Толщина стенки обечаек барабана находится в пределах 65,0–4–66,1 мм. Толщина стенки левого днища – 66,0– 67,8 мм. Толщина стенки правого днища – 65,9– 67,8 мм. Фактическая минимальная толщина стенок обечаек и днищ барабана превышает номинальную паспортную.

12. Твердость металла барабана, замеренная в водяном объеме на мостиках между отверстиями для водоопускных труб, составляет 142–158 НВ, металла днищ – 142–158 НВ, и соответствует требованиям СО 153-34.17.442-2003 – 120–180 НВ.

13. УЗК сварных соединений барабана, включая места пересечения сварных соединений, – дефектов не обнаружено.

14. УЗК продольных и поперечных мостиков в водяном (30%) и паровом (25%)

объемах, внутренней поверхности днищ с зоной перехода к сферической части (25%), мест приварки опор (100%) – дефектов не зафиксировано.

15. Расчет на прочность барабанов не проводился, так как фактическая толщина стенки барабанов превышает номинальную толщину.

16. Расчет циклической долговечности выполнен для предвключенного барабана, так как на основном барабане был выполнен восстановительный ремонт. Значение накопленной поврежденности металла незначительное и составило 0,26. При техническом диагностировании главных предохранительных клапанов установлено: 17. ВИК 100% наружной поверхности радиусных переходов недопустимых дефектов не обнаружено.

18. ЦЦ 100% наружной поверхности радиусных переходов недопустимых дефектов не обнаружено.

19. Твердость металла клапанов – 166– 169 НВ, и соответствует требованиям НД – 159–223 НВ.

20. В результате исследования методом реплик микроструктуры металла клапанов установлено: ■ микроструктура металла – феррит и перлит. Балл ферритного зерна – 6–7 баллов. Местами ферритная составляющая имеет игольчатое строение; ■ микроповрежденность металла соответствует одному баллу стандартной шкалы Приложения «Ж» ОСТ 34-70-690-96.

21. Гидравлическое испытание котла выполнено пробным давлением 136,2 кгс/см2, температурой воды 60 °С, время выдержки под пробным давлением – 10 мин. После выдержки под пробным давлением и снижения давления до рабочего был произведен осмотр котла. По результатам гидравлического испытания остаточной деформации, течей, трещин, потения в сварных соединениях и в основном металле, признаков разрывов и других дефектов не обнаружено. Котел ПК-10Ш выдержал гидравлическое испытание пробным давлением. Учитывая фактическое состояние ме-

Котел ПК-10Ш выдержал гидравлическое испытание пробным давлением. Учитывая фактическое состояние металла барабанов и предохранительных клапанов, данные расчета накопленной поврежденности, считаем возможным продлить срок эксплуатации котла на 35 тыс. часов ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

талла барабанов и предохранительных клапанов, данные расчета накопленной поврежденности, считаем возможным продлить срок эксплуатации котла на 35 тыс. часов. По результатам обследования и анализа состояния длительно работающего металла в условиях высоких эксплуатационных температур установлено, что качество металла котла типа ПК-10Ш удовлетворяет требованиям НД и обеспечивает безопасную эксплуатацию. На основании экспертизы промышленной безопасности возможно продлить дальнейшую эксплуатацию котла на 35 тыс. часов при расчетных параметрах среды на выходе из котла: Р = 10 МПа, Т=510 °С до суммарной наработки 404 584 часов при условии выполнения рекомендаций: ■ осуществлять эксплуатацию котла типа ПК-10Ш при строгом соблюдении требований Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 марта 2014 года № 116 [3]; ■ очередное техническое диагностирование элементов котла выполнить в объеме действующих НД; ■ гидравлические испытания котла после очередного технического диагностирования производить при пробном давлении 1,25 Рраб и температуре среды не ниже 60 °С. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538).

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» (утверждены Приказом Ростехнадзора от 25 марта 2014 года № 116).

4. СО 153-34.17.442-2003 «Инструкция по порядку продления срока службы барабанов котлов высокого давления».

233

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Оценка технического состояния крана мостового, отработавшего нормативный срок службы Юрий КУБЫШКИН, начальник лаборатории НКиД ЗАО «Технотест-Орел» Алексей НЕВСТРУЕВ, начальник производственного отдела ООО «ИЦ «Таймыр Эксперт Сервис» Олег МОЛЧАНОВ, специалист по ПБ подъемных сооружений ООО «ИЦ «Таймыр Эксперт Сервис» Виталий УШАКОВ, начальник лаборатории неразрушающего контроля ООО «ИЦ «Таймыр Эксперт Сервис» Валерий ВАНЮКОВ, зксперт ООО «ИЦ «Таймыр Эксперт Сервис»

В данной статье рассматривается программа работ по оценке технического состояния крана мостового, отработавшего нормативный срок службы, и соответствия требованиям действующей нормативной документации. Ключевые слова: обследование, техническое состояние, безопасная эксплуатация, кран мостовой, срок, остаточный ресурс.

О

бследование проводится на основании следующих документов: ■ Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]; ■ Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 12 ноября 2013 года № 533 [3]. Данная программа распространяется на кран мостовой. Год выпуска – 1974, грузоподъемность – 10 тонн, пролет – 12,5 м. В процессе экспертизы должны быть рассмотрены документы: ■ паспорт подъемного сооружения (инструкции, журналы по эксплуатации и обслуживанию); ■ графики технических обслуживаний и ремонтов подъемного сооружения; ■ ремонтные документы; ■ протоколы измерения сопротивления изоляции и заземляющих устройств;

234

■ заключения экспертиз промышленной безопасности, выполненные специализированными организациями; ■ документы об аттестации и проверке знаний обслуживающего персонала; ■ нормативно-техническая документация по эксплуатации подъемного сооружения; ■ справки о характере работ; ■ данные планово-высотных съемок крановых путей и главных балок. При проведении обследования мостового крана допускаются к использованию следующие приборы, контрольно-

измерительный инструмент и материалы: ■ универсальный шаблон сварщика УШС-3; ■ шаблон для контроля катетов швов УШС-2; ■ универсальный шаблон Красовского УШК-1; ■ лупа измерительная L 11; ■ штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1; ■ угольник поверочный 160х100-90; ■ линейка металлическая Л-300; ■ набор радиусных шаблонов; ■ набор щупов; ■ рулетка; ■ толщиномер ультразвуковой DM 5E. Программа работ по оценке технического состояния крана мостового включает в себя: ■ оценку ведения и наличия эксплуатационной документации; ■ оценку состояния технического обслуживания и надзора за подъемным сооружением; ■ наличие аттестованных кадров, связанных с эксплуатацией подъемного сооружения; ■ состояние объекта экспертизы (общее); ■ состояние контролируемых параметров основных несущих элементов металлоконструкции ПС;

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

■ состояние механического оборудования; ■ состояние электрооборудования (гидрооборудования); ■ состояние приборов и устройств безопасности и др. Выявленные дефекты крана мостового отражаются в ведомости дефектов. Дефекты, влияющие на безопасную эксплуатацию, устраняются владельцем ГПМ в полном объеме, что представляется в «Согласованных мероприятиях». Работоспособность крана в целом и его оборудования в отдельности проверяется в ходе испытаний на холостом ходу и при статических и динамических испытаниях. Статистические и динамические испытания проводятся в соответствии с требованиями нормативно-технической документации ФНП в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения», РД 10-112-1-04 «Рекомендации по экспертному обследованию грузоподъемных машин. Общие положения» [4]. По результатам обследования составляется заключение экспертизы и передается заказчику для внесения в реестр заключений экспертизы промышленной безопасности территориальным органом Ростехнадзора в установленном порядке. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116ФЗ (в действующей редакции).

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 12 ноября 2013 года № 533.

4. РД 10-112-1-04 «Рекомендации по экспертному обследованию грузоподъемных машин. Общие положения».

5. РД 10-112-5-97 Методические указания по обследованию грузоподъемных машин с истекшим сроком службы. Часть 5. Краны мостовые и козловые.

Техническое диагностирование питательного трубопровода турбины, применяемого на площадке главного корпуса ТЭЦ-2 Анатолий БЕСПАЛОВ, эксперт лаборатории ОАО «НИИК» Максим НОВОЖИЛОВ, начальник отдела котлонадзора НО НОЧУ ДПО «Инженерно-технический центр» Салих АГЛИУЛИН, генеральный директор ОАО «Сибтехэнерго» Евгений ЧИСТЯКОВ, начальник ПО НТО ОАО «Сибтехэнерго» Илья ТРУСОВ, ведущий инженер ПО НТО ОАО «Сибтехэнерго»

В данной статье рассмотрено техническое диагностирование питательного трубопровода турбины, применяемого на опасном производственном объекте – площадка главного корпуса ТЭЦ-2 – с целью определения соответствия технического устройства предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности и определение возможности эксплуатации при параметрах Т=230 °С, Р=230 кгс/см2. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, программа, питательный трубопровод, турбина.

З

аключение экспертизы по результатам технического диагностирования питательного трубопровода турбины составлено в соответствии с требованиями следующих основных нормативных документов: ■ Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 20 июня 1997 года № 116 [1]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 марта 2014 года № 116 [3].

Трубопровод питательной воды предназначен для подачи питательной воды на подогрев в ПВД и последующей подачи в коллектор IV очереди. Дата ввода в эксплуатацию – 1963 год. Рабочие параметры питательного трубопровода: температура – 185 °С; давление – 230 кгс/см2. В состав питательного трубопровода входят прямые трубы 32530 мм, сталь 20; прямые трубы 27325 мм, сталь 20; гибы 32530 мм – 13 шт., сталь 20; гибы 27325 мм – 4 шт., сталь 20; гибы 24522 мм – 12 шт., сталь 20; гибы 13312 мм – 8 шт. сталь 20; литое колена Ду250 – 2 шт., сталь 25Л; литое колено Ду225 – 4 шт., сталь 25Л; задвижки Ду250 – 7 шт.; обратный клапан Ду250 – 1 шт.; тройники равнопроходные Ду250 – 4 шт., сталь 25Л; переходы обжатые Ду250/225 – 2шт., сталь 20; переходы обжатые Ду225/200 – 6шт., сталь 20; расходомерное устройство между сварными соединениями № 225–226, сталь 20. Фактический срок эксплуатации трубопровода на момент обследования – 52 года. Наработка трубопровода на момент контроля составляет 246 500 часов. Выполнен контроль гибов 32530 мм в

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

235

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы объеме 50%, гибов 27325 мм – 50%, гибов 24522 мм – 58%, 13312 мм – 60%. По результатам измерительного контроля, овальность гибов труб 325x30 мм, 0 27325 мм, 0 24522 мм, 0 13312 мм находится в диапазоне 0,8–6,1% и не превышает предельное значение 8%, установленное п.п. 6.5.2 РД 10-577-03 [4]. При ВК, УЗК, МПД металла гибов недопустимых дефектов, согласно требованиям п.п. 6.5.3, 6.5.4 РД 10-577-03 [4], п.п.

7.2.4.3, 7.2.4.5 СТО 1723082.27.100.005-2008 [5], не обнаружено. Фактическая минимальная толщина стенки гибов в растянутой зоне составляет: 325 30 мм – 29,6 мм; 273 25 мм – 26,7 мм; 24522 мм – 20,9 мм; 13312 мм – 10,7 мм. Для гибов с минимальной толщиной стенки был выполнен расчет на прочность от действия внутреннего давления с учетом ее последующего утонения на конец прогнозируемого срока эксплуатации по п.п. 3.3.1, 3.3.2 РД 10-249-98 [6] для параметров Р=230 кгс/см, Т=230 °С. Расчет показал, что все гибы 325x30 мм, 27325 мм, 24522 мм с минимальной толщиной стенки при расчетных параметрах удовлетворяют условиям прочности и могут эксплуатироваться в течение 8-ми лет с момента контроля. Гибы 133 12 мм с толщиной стенки менее 10,9 мм между сварными соединениями № 205–206п, 201–202л в растянутой зоне удовлетворяют условиям прочности при снижении эксплуатационной прибавки до 0,7 мм. Учитывая, что фактическая скорость коррозии вышеуказанных гибов за весь срок эксплуатации составила 0,2 мм, гибы с толщиной стенки менее 10,7 мм могут быть допущены в эксплуатацию при расчетных параметрах на 8 лет с последующей заменой. При ВК, МПД 50% литых колен Ду250, Ду225 недопустимых дефектов, согласно п.п. РД 10-577-03 [4], п. 1.11, 3.8 ОСТ 108.961.03-79 [7], не выявлено. Фактическая толщина стенки колен в сжатой зоне составляет: Ду 250 – 48,6–55,0 мм; Ду 225 – 32,9–52,4 мм. Расчет на прочность литых колен в сжатой зоне показал, что при расчетных параметрах Р=230 кгс/см2, Т=230 °С, условие прочности колен обеспечивается при толщине стенки не менее 39,2 мм для Ду250 и 36 мм для Ду225. Колено Ду250 между сварными соединениями № 171–172, Ду225 между сварными соединениями № 174–175, 183–184а удовлетворяет условию прочности и могут быть допущены в эксплуатацию при расчетных параметрах на 8 лет. Колено Ду225 между сварными соединениями № 220–

236

221, имеющее минимальную толщину стенки 32,9 мм, не удовлетворяет условию прочности при параметрах Р=230 кгс/см2, Т=230 °С. Расчет на прочность, проведенный для колена Ду225 между сварными соединениями № 220–221 при параметрах Р=185 кгс/см2, Т=230 °С, показал, что условие прочности при данных параметрах выполняется. При ВК, МПД радиусных переходов наружной поверхности задвижки Ду250 № 758, тройника Ду250 между сварными соединениями № 237–238–253 недопустимых дефектов, согласно требованиям п.п. 6.6.1 РД 10-577-03 [4], п. 1.11, 3.8 ОСТ 108.961.03-79 [7], не обнаружено. При ВК, МПД обжатых переходов Ду225/200 между сварными соединениями № 175–175а, 184–185 недопустимых дефектов, согласно требованиям п.п. 6.5.4 РД 10-577-03[4], не обнаружено. Проведен ВК, УЗК сварных соединений тип 1 – 32530 мм, 27325 мм, 24522 мм, 13312 мм в объеме 10%, а также ВК, УЗК, МПД сварных соединений тип 2 – 32530 мм, 27325 мм, 24522 мм, 13312 мм в объеме 30%. По результатам контроля установлено соответствие сварных соединений требованиям п.п. 6.12.1 РД 10-577-03 [4]. Проведено обследование опорно-подвесной системы в горячем и холодном состоянии трубопровода и выполнены поверочные расчеты на прочность питательного трубопровода турбины ст. № 7, с целью определения возможности эксплуатации при параметрах Р=230 кгс/ см2, Т=230 °С. Техническое состояние опорно-подвесной системы находится в удовлетворительном состоянии. По результатам напряженно-деформированного состояния трубопровода турбины ст. № 7, подразделения ТЭЦ-2 при параметрах Р=230 кгс/см2, Т=230 °С, для участков трубопровода 32530 мм, 27325 мм, 24522 мм, 13312 мм, сталь 20, до наработки 300 тыс. часов условие прочности выполняется. На основании технического обследования и данных владельца оборудования проведен анализ состояния длительно работающего металла. По результатам анализа установлено, что качество металла питательного трубопровода турбины ст. № 7 удовлетворяет требованиям НД и обеспечивает безопасную эксплуатацию. Техническое состояние питательного трубопровода турбины соответствует требованиям промышленной безопасности. На основании экспертизы промышленной безопасности возможно прод-

лить дальнейшую эксплуатацию питательного трубопровода турбины ст. № 7 при рабочих параметрах среды 185 кгс/ см2, 230 °С – на 50 тыс. часов (до суммарной наработки 296 500 часов), но не более чем на 8 (восемь) лет с момента проведения контроля, при условии замены литого колена Ду225 между сварными соединениями № 220–221, не обеспечивающего условия прочности на данные параметры. Срок следующего технического диагностирования в рамках экспертизы промышленной безопасности – при наработке не более 296 500 часов. Осуществлять эксплуатацию трубопровода турбины в соответствии с требованиями Федеральных норм и правил «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 марта 2014 года № 116. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116ФЗ (в действующей редакции).

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утвержденные Приказом Ростехнадзора от 25 марта 2014 года № 116.

4. РД 10-577-03 «Типовая инструкция по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций».

5. СТО 1723082.27.100.005-2008 «Основные элементы котлов, турбин и трубопроводов ТЭС. Контроль состояния металла. Нормы и требования».

6. РД 10-249-98 «Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды».

7. ОСТ 108.961.03-79 «Отливки из углеродистой и легированной стали для фасонных элементов паровых котлов и трубопроводов с гарантированными характеристиками прочности при высоких температурах. Технические условия».

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Программа экспертного обследования

технического устройства (мешалка) на ОПО Александр ПУЩИН, генеральный директор ООО «ИКЦ «ДИНАКО» Дмитрий СПИРКИН, технический директор ООО «ОРГЭНЕРГОНЕФТЬ» Ильнар ЗАКИРОВ, главный инженер ООО «Челнинский ЭЦ «Промышленная безопасность» Александр КИРЮХИН, главный инженер ЗАО фирма «МЕТАЛЛУРГСЕРВИС-М» Александр КОРАБЕЛЬНИКОВ, ведущий инженер ЗАО фирма «МЕТАЛЛУРГСЕРВИС-М»

В данной статье авторами рассмотрена программа экспертного обследования технического устройства (мешалка) на опасном производственном объекте. Ключевые слова: обследование, программа, сосуд, мешалка.

Ц

ель обследования – оценка соответствия объекта требованиям ПБ и определения ресурса безопасной эксплуатации технического устройства (мешалка), применяемого на ОПО. Экспертное обследование оборудования производится в соответствии со следующими документами: ■ Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ [1]; ■ Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]. Обследование проводится с целью определения соответствия объекта экспертизы предъявляемым к нему требованиям ПБ: ■ определения необходимости и объема ремонтных работ; ■ определения остаточного или установления назначенного срока эксплуатации сосудов (аппаратов). Экспертное обследование включает в себя следующие пункты: 1. Анализ технической документации.

1.1. Рассматриваются и анализируются: ■ паспорт сосуда, работающего под давлением; ■ сборочный чертеж (эскиз, схема); ■ ремонтная документация; ■ эксплуатационные документы; ■ предписания территориального органа Ростехнадзора; ■ заключения по результатам предыдущих технических освидетельствований и технических диагностирований.

1.2. При анализе технической документации устанавливается полнота и достоверность относящихся к объекту экспертизы документов, предоставленных заказчиком, и проверяются: ■ наличие в паспорте сосуда записи о его регистрации; ■ соответствие заводской маркировки сосуда на корпусе и на фирменной табличке паспортным данным; ■ использование сосуда по прямому назначению. По результатам анализа технической документации уточняется программа технического диагностирования.

1.3. Особое внимание уделяется анализу сведений о повреждениях и неисправностях в работе сосуда и о причинах, приведших к ним в процессе эксплуатации.

2. Функциональная диагностика. Проводится в целях проверки КИП и ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

предохранительных устройств в части их наличия, состояния, метрологической поверки, наличия клейм и отметок в соответствии с НТД.

3. Неразрушающий контроль.

3.1. Визуальный и измерительный контроль (ВИК). Выполняются осмотр и измерения сосуда в целом всех доступных элементов и сварных соединений с наружной и внутренней стороны в соответствии с РД 03606-03 [3]. При необходимости подлежат удалению защитные покрытия на участках, где имеются явные признаки нарушения их целостности. Цель ВИК – выявление дефектов, которые могли возникнуть как в процессе эксплуатации, так и при изготовлении, транспортировке, монтаже сосуда. При наружном осмотре контролируются: ■ целостность защитного покрытия; ■ основной металл корпуса (выявление трещин, вмятин, выпучин, зон коррозионного и эрозионного поражения и других возможных дефектов, определение их положения и размеров); ■ качество сварных соединений корпуса сосуда, приварки патрубков (форма, размеры сварных швов, выявление трещин, непроваров, свищей, пор, неметаллических включений, наплывов, прожогов, смещений и увода кромок стыкуемых деталей и элементов, определение положения и размеров дефектов); ■ общие нарушения формы корпуса (овальность, бочкообразность и прогиб). При внутреннем осмотре определяют наличие (отсутствие) коррозионных трещин, язв, питтингов, сплошной коррозии на основном металле, сварных швах и околошовной зоне, в местах ремонта, застойных зонах, под осадком, в зоне скопления конденсата, где возможно возникновение щелевой коррозии; контроль стенок сосудов на наличие в них расслоений и вспученных участков. Для аппаратов теплообменных – осматриваются: ■ состояние трубных решеток, ■ трубный пучок (по доступности). Для аппаратов с вращающимися устройствами (мешалками и т.д.) – состояние внутренней поверхности в местах возможного соприкосновения элементов вращающихся устройств с поверхностью обечайки. Осмотру подлежат внешние опоры сосудов, при этом особое внимание уделяется сварным швам приварки опор к корпусу аппарата. По результатам ВИК при необходимости выполняется корректировка зон

237

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы контроля толщин стенок элементов сосуда, твердости основного и наплавленного металла, уточнение участков сварных соединений, подлежащих дефектоскопии.

3.2. Измерение толщин стенок. Толщинометрия может проводиться как по наружной, так и по внутренней поверхностям сосуда в соответствии с РД 03-421-01 [4]. Измерения осуществляются по четырем образующим обечайки (конуса) через 90° по окружности элемента. На каждой царге обечайки сосуда проводится не менее трех измерений по каждой образующей (в середине и по краям). Для обечаек длиной до 200 мм измерения проводятся в одном сечении. В местах ремонтных вставок (латок) проводится не менее трех измерений. На днищах и крышках проводится не менее пяти измерений – на каждом из четырех радиусов и в центре. При обнаружении зон с расслоением металла число точек измерения в этом месте должно быть увеличено до количества, достаточного для установления границ (контура) зоны расслоения металла. Измерения толщины стенки вварных патрубков следует проводить в одном сечении в четырех точках, расположенных равномерно по окружности элемента. На плоских элементах (листах) корпусов проводится не менее пяти измерений на листе или местах между укрепляющими элементами. В местах измерения толщины поверхность должна быть защищена до металлического блеска. Толщина металла определяется как среднее значение из результатов трех измерений.

3.3. Замеры твердости. Необходимость и объем замера твердости основного металла и сварных соединений сосудов определяет в соответствии с РД 03-421-01 [4] специализированная организация, выполняющая техническое диагностирование сосудов. В контролируемой точке (шов, зона термического влияния, основной металл) производится не менее трех замеров. В случае получения результатов измерения твердости, не соответствующих требованиям стандартов, производится не менее двух дополнительных замеров на расстоянии 20–50 мм от точек, показавших неудовлетворительный результат.

3.4. Контроль сварных соединений. Акустико-эмиссионный метод контроля сварных соединений и основного металла (АЭК), как наиболее полно охватывающий весь сосуд и выявляющий опасные в плане разрушения со-

238

суда дефекты, является предпочтительным. В случае невозможности проведения АЭК, контроль сварных соединений проводится методами неразрушающего контроля (УЗК, ММП и др.). Объем контроля определяется экспертной организацией.

3.4.1. Ультразвуковой контроль сварных соединений. Объем контроля стыковых сварных соединений определяется в зависимости от группы сосуда (таблица 19 ГОСТ Р 52630-2006 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия» [5]), от объема контроля, выполненного в процессе изготовления сосуда и в процессе его эксплуатации, и определяется в каждом конкретном случае специалистами, проводящими диагностирование. При этом участки пересечения продольных и кольцевых сварных швов обязательно должны быть включены в зоны контроля. Ультразвуковой контроль проводится также в местах, выявленных по результатам ВИК и АЭК.

3.4.2. Капиллярный контроль сварных соединений. Капиллярный неразрушающий контроль проводится в местах приварки патрубков штуцеров Dу 100 мм и менее, приварки патрубков штуцеров, люков без укрепляющих колец, в местах ремонтных заварок, а также в местах, выявленных по результатам ВИК и АЭК.

4. Проверочный расчет на прочность. Определяются отбраковочные толщины стенок основных элементов сосуда, с которыми сопоставляются минимальные фактические (по результатам замеров) значения толщин стенок. Расчетам на прочность подвергаются все основные несущие конструктивные элементы корпуса: цилиндрические, конические обечайки, выпуклые и плоские днища и крышки. Расчеты на прочность проводятся с учетом всех видов нагрузок, действующих на сосуд: внутреннего, внешнего давления, при необходимости – ветровых и сейсмических воздействий, веса аппарата и примыкающих к нему элементов. Расчеты на статическую прочность проводятся в обязательном порядке. Расчет на циклическую прочность проводится, когда количество циклов нагружения сосуда превышает 1000.

5. АЭ-контроль при гидравлических (пневматических) испытаниях.

5.1. Гидравлические (пневматические) испытания. Гидравлические (пневматические) испытания проводятся в соответствии с требованиями РУА-93 «Руководящие

указания по эксплуатации и ремонту сосудов и аппаратов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа (0,7 кгс/см2) и вакуумом». Испытательное давление в сосуде выдерживают в течение 5 минут, после чего его снижают до разрешенного (рабочего) давления, при котором производят тщательный осмотр наружной поверхности сосуда и сварных швов. Пробное давление определяется согласно РУА-93 или по паспорту на сосуд. При гидравлическом испытании вертикально установленных сосудов пробное давление должно контролироваться по манометру, установленному на верхней крышке (днище) сосуда. Гидравлические испытания сосудов, работающих при атмосферном давлении и под наливом, проводятся наливом воды до верхней кромки в соответствии с требованиями РУА-93.

5.2. АЭ-контроль. АЭ-контроль выполняется в соответствии с требованиями ПБ 03-593-03 [6].

6. Определение соответствия сосуда (аппарата) требованиям промышленной безопасности, остаточного или установление назначенного ресурса.

7. Оформление Заключения экспертизы промышленной безопасности.

8. Передача Заключения экспертизы промышленной безопасности Заказчику для внесения в реестр заключений экспертизы промышленной безопасности. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116ФЗ (в действующей редакции).

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 5383. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».

3. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».

4. РД 03-421-01 «Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов».

5. ГОСТ Р 52630-2006 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия».

6. ПБ 03-593-03 «Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов».

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Программа работ по оценке соответствия требованиям в области промышленной безопасности сосуда для транспортировки и хранения сжиженного углеводородного газа Александр ПУЩИН, генеральный директор ООО «ИКЦ «ДИНАКО» Дмитрий СПИРКИН, технический директор ООО «ОРГЭНЕРГОНЕФТЬ» Ильнар ЗАКИРОВ, главный инженер ООО «Челнинский ЭЦ «Промышленная безопасность» Александр КИРЮХИН, главный инженер ЗАО фирма «МЕТАЛЛУРГСЕРВИС-М» Александр КОРАБЕЛЬНИКОВ, ведущий инженер ЗАО фирма «МЕТАЛЛУРГСЕРВИС-М»

В данной статье рассмотрена программа работ по оценке соответствия требованиям в области промышленной безопасности технического устройства – сосуда для транспортировки сжиженного углеводородного газа для определения возможности продления срока его дальнейшей безопасной эксплуатации. Ключевые слова: анализ, обследование, техническое состояние, техническое диагностирование, сосуд, сжиженный углеводородный газ.

Р

аботы по оценке соответствия требованиям в области промышленной безопасности технического устройства – сосуда для транспортировки и хранения сжиженного углеводородного газа, проводятся на основании следующих документов: ■ Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ [1]; ■ Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 5383. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю» [2]; ■ Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности

опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утвержденные Приказом Ростехнадзора

от 25 марта 2014 года № 116 [3]. Основные характеристики сосуда представлены в таблице 1. Сведения об основных элементах сосуда представлены в таблице 2. Программа работ по оценке соответствия требованиям в области промышленной безопасности технического устройства – сосуда для транспорти-

Таблица 1 Наименование элементов

Корпус

Давление, МПа, (кгс/см2) Рабочее

Разрешенное

1,8 (18,0)

1,8 (18,0)

Температура стенки, °С

Рабочая среда

Объем, м3, (л)

от минус 40 до плюс 50

Сжиженные углеводородные смеси, пропан, бутан

15,0 (15 000)

Таблица 2 Размеры

Наименование элементов сосуда

Кол-во, шт.

Диаметр (внутренний) мм

Длина (высота), мм

Толщина стенки, мм

Материал

ГОСТ

Обечайка

1

1 600

8150

12

16ГС

5520-79

Днище

1

1 600

454

14

16ГС

5520-79

Днище с люком

1

1 600

454

14

16ГС

5520-79

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

239

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы ровки и хранения сжиженного углеводородного газа, включает в себя следующие этапы.

1. Анализ эксплуатационно-технической документации на сосуд.

2. Анализ условий эксплуатации.

3. Техническое диагностирование сосуда: 3.1. Анализ конструктивных особенностей сосуда, проектной и ремонтной документации; 3.2. Наружный осмотр и измерения; 3.3. Контроль неразрушающими методами дефектоскопии: а) ультразвуковая толщинометрия; б) ультразвуковая дефектоскопия; в) цветная дефектоскопия.

4. Определение механических характеристик и свойств металла безобразцовым методом.

5. Расчетно-аналитические процедуры оценки и прогнозирования технического состояния: 5.1. Поверочный расчет на прочность с учетом оценки коррозионных повреждений, износа и других дефектов; 5.2. Расчет остаточного срока эксплуатации (до прогнозируемого наступления предельного состояния).

6. Гидравлическое испытание сосуда на прочность пробным давлением.

7 Разработка и составление отчетных документов (протоколов, актов, схем) по результатам выполненных работ.

8. Анализ результатов выполненных работ, разработка решения о возможности продления срока безопасной эксплуатации сосуда, составление Заключения.

Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ (в действующей редакции).

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 5383. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утвержденные Приказом Ростехнадзора от 25 марта 2014 года № 116.

240

Определение технического состояния

и возможности продления срока безопасной эксплуатации печи, применяемой на опасном производственном объекте Александр ПУЩИН, генеральный директор ООО «ИКЦ «ДИНАКО» Дмитрий СПИРКИН, технический директор ООО «ОРГЭНЕРГОНЕФТЬ» Ильнар ЗАКИРОВ, главный инженер ООО «Челнинский ЭЦ «Промышленная безопасность» Александр КИРЮХИН, главный инженер ЗАО фирма «МЕТАЛЛУРГСЕРВИС-М» Александр КОРАБЕЛЬНИКОВ, ведущий инженер ЗАО фирма «МЕТАЛЛУРГСЕРВИС-М»

Целью данной статьи является определение технического состояния и возможности продления срока безопасной эксплуатации печи, применяемой на опасном производственном объекте. Ключевые слова: техническое диагностирование, обследование, программа, печь.

Р

аботы по экспертному техническому диагностированию проводятся на основании следующих документов: ■ Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ [1]; ■ Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]. Объектом экспертизы является печь, предназначенная для перегрева водяного пара и бутиленовой фракции.

Анализ технической документации На печь имеется и ведется необходимая документация. За период эксплуатации фактические рабочие параметры не превышали проектных. Данных о нештатных, аварийных ситуациях не отмечено. Эксплуатация и надзор за исправным состоянием и безопасным

действием объекта диагностирования соответствуют требованиям промышленной безопасности. Потенциально опасных участков не отмечено. В установленные сроки проводятся ревизии, плановые работы по техническому обслуживанию, ремонты элементов змеевика, футеровки, горелок. Выполнялись капитальные ремонты. Ремонтная документация (паспорта на трубы, сертификаты, протоколы неразрушающего контроля, акты испытаний и пр.) имеется. Для поддержания печи в работоспособном состоянии производились ревизии, а также плановые ремонты и замены дефектных элементов змеевиков, термоизоляции стен и кровли, элементов металлоконструкций, наружной обшивки в местах деформации и прожогов. Имеются протоколы проверок соответствия приборов печей требованиям нормативнотехнических документов в области промышленной безопасности. Записи о ремонтах и плановых ревизиях, акты ревизии и отбраковки печных змеевиков и их элементов, акты ревизии и отбраковки по строительной части в паспорте имеются.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Проверка работоспособности печи, наличия и исправности контрольно-измерительных приборов и запорнорегулирующей арматуры Установлено, что печь находится в работоспособном состоянии, оснащена контрольно-измерительными приборами и запорно-регулирующей арматурой, в соответствии с рабочей документацией.

Визуальный и измерительный контроль Внешний осмотр и измерительный контроль основных элементов и составных частей печи проведен во время остановки на плановый ремонт. Обращалось внимание на состояние: ■ металлоконструкций каркаса и гарнитуры; ■ трубчатых змеевиков и их элементов; ■ огнеупорной футеровки стен и потолка, кирпичной кладки топочного пространства и перевальной стенки и форсуночных амбразур; ■ форсунок. Вывод: обнаружены недопустимые дефекты в виде заваренных трещин, прогибов и деформаций элементов змеевиков.

Ультразвуковая толщинометрия Ультразвуковая толщинометрия проводилась в соответствии с ГОСТ 14782-86. По результатам обследования установлено, что минимальные значения толщин стенок основных элементов печи превышают отбраковочные значения, рассчитанные согласно РТМ 26-02-67-84 [3]. Вывод: значения толщин стенок металла находятся в допустимых пределах согласно НТД.

Твердометрия Установлено, что замеренные значения твердости основного и наплавленного металла сварных швов находятся в допустимых пределах для данных марок сталей согласно НТД. Деталей печи или отдельных участков с отклонениями прочностных характеристик от стандартных значений не выявлено. Вывод: твердость основного и наплав-

Для поддержания печи в работоспособном состоянии производились ревизии, а также плановые ремонты и замены дефектных элементов змеевиков, термоизоляции стен и кровли, элементов металлоконструкций, наружной обшивки в местах деформации и прожогов. Имеются протоколы проверок соответствия приборов печей требованиям нормативно-технических документов в области промышленной безопасности ленного металла находится в допустимых пределах.

Ультразвуковой контроль сварных соединений Внутренних дефектов в сварных швах в виде трещин, непроваров, пор и неметаллических включений не выявлено. Качество сварных швов соответствует ГОСТ 14782. Вывод: сварные швы соответствуют требованиям нормативно-технической документации.

ны признаки старения металла, а именно, наличие интерметаллидов FeCr, CrNi и Cr5Fe7. Изменение структуры стали в процессе эксплуатации связано с трансформацией фазового состава, заключающейся в образовании и распаде интерметаллидов на границе и в теле зерна, а также изменением разнозернистости. Образование интерметаллидов в теле зерна аустенита при продолжительности эксплуатации способствовали снижению прочностных характеристик металла.

Гидравлические испытания Исследование макро– и микроструктуры Проводится исследование микроструктуры трубчатых змеевиков. Металлографические исследования металла контрольных вырезок проводились для оценки микроструктуры, возможного ее изменения под влиянием длительной эксплуатации. Исследования проводят на образцах (шлифах) металла трубчатых змеевиков. Образцы подготавливаются как металлографические шлифы во всю толщину исследуемого металла. При анализе микроструктуры выполняется: металлографическая оценка микроструктуры по ГОСТ 5640; определение величины зерна по ГОСТ 5639. В качестве эталонов микроструктуры используются данные ГОСТ 8233. Выводы При эксплуатации труб змеевиков печи, изготовленных из стали 20Х23Н18, в металле образуются дефекты, преимущественно, трещины, увеличивающие опасность возникновения аварийных ситуаций. В структуре стали 20Х23Н18 обнаруже-

При эксплуатации труб змеевиков печи, изготовленных из стали 20Х23Н18, в металле образуются дефекты, преимущественно трещины, увеличивающие опасность возникновения аварийных ситуаций ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Гидравлическое испытание проведено в соответствии с требованиями паспорта пробным давлением 0,74 МПа (7,4 кгс/ см2) в течение 5 минут. Трубные сборки испытания на прочность и плотность выдержали. Течи, свищи, недопустимые деформации не обнаружены. Вывод: трубы признаны выдержавшими испытания. На основании анализа документации, результатов экспертизы промышленной безопасности техническое устройство (технологическая печь) не соответствует требованиям промышленной безопасности и не может эксплуатироваться с установленными паспортными технологическими параметрами. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116ФЗ (в действующей редакции).

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».

4. РТМ 26-02-67-84 Методика расчета на прочность элементов печей, работающих под давлением. – М.: ВНИИНЕФТЕМАШ, 1984 г.

241

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Проведение технического обследования здания водонасосной станции пожарного водоснабжения Владимир ПОДБЕРЕЗНЫХ, генеральный директор ООО «ПрофЭксперт» Раиль ХАСАНОВ, заместитель генерального директора ООО «ЭПБ» Сергей ЧАРУНОВ, эксперт, начальник Ульяновского комплексного участка ООО «Системы технического надзора» Игорь ВАЛЫШКОВ, Главный инженер ООО «ЭКОЛиНК» Алексей ПОПОВ, Генеральный директор ООО «ТехноЭксперт»

Целью обследования технического состояния конструкций здания на опасном производственном объекте является определение соответствия требованиям промышленной безопасности, степени их фактического износа и работоспособности, а также выявление факторов, оказывающих влияние на их безопасную эксплуатацию. Программа обследования разработана на основании требований нормативной документации, действующей в РФ. Ключевые слова: обследование, техническое состояние, степень повреждения, дефекты, техническое диагностирование, здания, сооружения.

1. Цель проведения обследования Общей целью обследования технического состояния конструкций здания на опасном производственном объекте является определение соответствия требованиям промышленной безопасности, степени их фактического износа и работоспособности, а также выявление факторов, оказывающих влияние на их безопасную эксплуатацию.

2. Краткая характеристика и назначение объекта экспертизы Здание водонасосной станции пожарного водоснабжения (рисунок 1) – одноэтажное строение, построено и введено в эксплуатацию в 1995 году. Здание состоит из двух помещений. Первое помещение – электрощитовая общей площадью 6,5 м, высота помещения по внутреннему объему 4,05 м. Второе помещение – основное, общей

242

площадью 63,4 м, высота помещения по внутреннему объему 4,05 м. В основном помещении установлены компрессоры винтовые – 2 шт., циклонные сепараторы Airpol STH 009 зав. № 188 и 198 – 2 шт., фильтры Airpol FP 780Q – 2 шт., осушитель воздуха рефрижераторного типа Ceccato DLX-200 – 1 шт., концевые охладители – 2 шт. В электрощитовой расположены силовые и электрораспределительные щиты.

3. Характеристика конструктивных элементов

■ кровля – бронированный рубероид; ■ полы – бетонная стяжка с покрытием керамической плиткой; ■ окна – стеклопакеты с двойным остеклением; ■ ворота – простые, металлические; ■ двери – простые, деревянные; ■ отделка внутренняя – штукатурка, побелка; ■ отделка наружная – штукатурка, окраска; цоколь – керамическая плитка; отмостка – имеется.

4. Инженерные сети ■ электропроводка – открытая в коробах; ■ водопровод – не предусмотрен; ■ канализация – не предусмотрена; ■ вентиляция – приточно-вытяжная с принудительным побуждением.

5. Программа проведения обследования здания водонасосной станции пожарного водоснабжения 5.1. Порядок проведения обследования включает следующие этапы: ■ рассмотрение заявки; ■ разработку, согласование и утверждение программы работ по обследованию; ■ выполнение работ по обследованию;

Рис. 1. Общий вид здания водонасосной станции пожарного водоснабжения

■ фундамент – бетонный монолитный; ■ стены наружные – железобетонные панели с утеплителем (каменной ватой); ■ перегородки – кирпич полнотелый; ■ перекрытия – чердачное, ребристые плиты ПГ и ПВ;

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

■ анализ полученной информации; ■ выдачу заключения с предложениями о возможности продления срока безопасной эксплуатации здания и при необходимости плана корректирующих мероприятий; ■ проведение заявителем корректирующих мероприятий, предусмотренных в заключении; ■ контроль выполнения корректирующих мероприятий.

5.2. В состав работ по определению возможности продления срока безопасной эксплуатации здания входят: ■ подбор необходимых нормативных и организационно-методических документов в области промышленной безопасности; ■ анализ эксплуатационной, конструкторской (проектной) и ремонтной документации; ■ проверка комплектности, правильности и соответствия использования здания; ■ выявление изменений в конструкции; ■ изучение фактических нагрузок и эксплуатационных воздействий на строительные конструкции здания; ■ изучение степени агрессивности окружающей среды (грунтов, грунтовых и технических вод, натечных образований и пр.); ■ изучение химической агрессивности производственной среды в отношении материалов строительных конструкций здания; ■ изучение вентиляционного режима здания; ■ внешний осмотр с целью анализа общего состояния здания; ■ определение крена (искривления) и осадки здания; ■ оценка технического состояния фундаментов и оснований; ■ проверка качества соединений элементов (сварных, болтовых, шарнирных, заклепочных и т.д.); ■ оценка коррозии, износа и других дефектов; ■ определение состояния вторичной защиты конструкций здания в случае, когда она имеется в наличии (гидроизоляция, защитные антикоррозионные покрытия и т.д.); ■ измерение деформаций элементов; ■ неразрушающий контроль основного металла и сварных соединений (при необходимости по результатам ВИК); ■ анализ и обобщение информации о надежности применяемого здания; ■ разработка и утверждение заключения экспертизы промышленной без-

опасности по результатам выполненных работ с выводами (предложениями) о возможности продления срока безопасной эксплуатации; ■ составление при необходимости плана корректирующих мероприятий по обеспечению безопасной эксплуатации здания на продлеваемый период.

5.3. При необходимости могут быть назначены мероприятия: ■ отбор образцов для проведения лабораторных исследований; ■ определение механических характеристик; ■ исследование напряженно-деформированного состояния, выявление концентраторов напряжений и установление критериев предельного состояния; ■ металлографические исследования; ■ определение химического состава материалов; ■ расчеты несущей способности конструкций с учетом выявленных дефектов и повреждений; ■ расчеты величины прогибов и деформаций конструкций здания; ■ расчеты величины раскрытия трещин, выявления причин их возникновения и наблюдения за динамикой их развития; ■ испытания на прочность и другие виды испытаний.

5.4. Эксплуатирующая организация должна представить следующую документацию (при наличии): ■ паспорт здания; ■ монтажный и ремонтный формуляры с информацией о проведенных заменах и модернизациях; ■ технический журнал по эксплуатации; ■ акты расследования аварий (инцидентов) и отклонений от технологических параметров, влияющих на условия эксплуатации здания за весь период эксплуатации; ■ материалы о ранее проведенных экспертизах промышленной безопасности; ■ акты результатов проведенных осмотров; ■ материалы геодезических (маркшейдерских) съемок; ■ другие документы по запросу экспертной организации, позволяющие получить более полную информацию о состоянии здания.

5.5. Эксплуатирующая организация в ходе проведения обследования должна дополнить недостающую техническую документацию в соответствии с требованиями организации, проводящей обследование. ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Рис. 2. Трещины в отмостке

6. Результаты проведенного обследования При обследовании были применены следующие инструменты и оборудование: линейка (0–1 000 мм), лупа (5-ти кратная, масштабная), рулетка (20 м), теодолит – нивелир, измеритель параметров армирования ИПА-МГ4, измеритель прочности бетона ИПС-МГ4, толщиномер.

7. Фундамент здания водонасосной станции Фундамент здания выполнен монолитным бетонным. Фундамент при обследовании не вскрывался. При осмотре цоколя и ограждающих стен здания деформаций, указывающих на неработоспособное состояние фундамента, не обнаружено. Состояние фундамента исправное. Горизонтальная гидроизоляция стен устроена из рулонного материала и уложена по обрезу цоколя, дефектов не имеет, находится в работоспособном состоянии. Отмостка для отвода ливневых и сточных вод от фундамента здания имеет места, покрытые растительностью, а также трещины, что может привести к обводнению и дальнейшему разрушению фундаментных блоков. Требуется проведение ремонтно-восстановительных работ по очистке отмостки от растительности и устранению трещин. Вывод: состояние фундамента здания водонасосной станции в соответствии с классификацией СП 13-102-2003 [4] оценивается как «работоспособное состояние» («работоспособное состояние» – категория технического состояния, при которой некоторые из численно оцениваемых контролируемых параметров не отвечают требованиям проекта, норм и стандартов, но имеющиеся нарушения требований, например, по деформативности, а в железобетоне и по трещиностойкости, в данных конкретных условиях эксплуатации не приводят к нарушению работоспособности, и несущая способность конструкций, с учетом влияния имеющихся дефектов и повреждений обеспечивается).

243

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Необходимо проведение ремонтновосстановительных работ по устранению дефектов в отмостке (рис. 2).

8. Стены здания водонасосной станции Наружные стены выполнены из железобетонных панелей, внутренние стены устроены из кирпича полнотелого на сложном растворе. Высота помещения составляет 4,05 м. Толщина наружной стены составляет 300 мм, внутренних стен – 115 мм. С наружной и внутренней стороны стены оштукатурены и окрашены. Следов разрушения, трещин, выкрашивания не обнаружено. Состояние стен исправное. Вывод: состояние стен здания водонасосной станции в соответствии с классификацией СП 13-102-2003 [4] оценивается как «исправное состояние» («исправное состояние» – категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, характеризующаяся отсутствием дефектов и повреждений, влияющих на снижение несущей способности и эксплуатационной пригодности).

9. Перекрытие В железобетонных ребристых плитах перекрытия трещин, аварийных участков, прогибов, не обнаружено. Конструкции перекрытия находятся в исправном состоянии. Вывод: состояние перекрытия здания водонасосной станции в соответствии с классификацией СП 13-102-2003 [4] оценивается как «исправное состояние».

10. Полы Полы – бетонная стяжка с покрытием керамической плиткой. Полы находятся в исправном состоянии. Следов сколов, отставания, разрушения керамической плитки не обнаружено. Вывод: состояние полов здания водонасосной станции в соответствии с классификацией СП 13-102-2003 [4] оценивается как «исправное состояние». Покрытие (кровля) – рубероид бронированный с крупнозернистой посыпкой. Покрытие здания водонасосной станции из бронированного рубероида с крупнозернистой посыпкой находится в удовлетворительном состоянии. Вздутия поверхности, трещин, разрывов, пробоин, неплотностей примыкания к выступающим местам не обнаружено. Вывод: состояние кровли здания водонасосной станции в соответствии с классификацией СП 13-102-2003 [4] оценивается как «исправное состояние».

244

11. Окна Оконные блоки выполнены из металлопластикового профиля с однокамерными стеклопакетами. Оконные блоки здания находятся в удовлетворительном состоянии. Уплотнительные прокладки не изношены, фурнитура в исправном состоянии, нарушения герметизации оконных коробок не обнаружено. Вывод: состояние оконных блоков здания водонасосной станции в соответствии с классификацией СП 13-1022003 [4] оценивается как «исправное состояние». В соответствии с СП 28.13330.2012 [5] среда внутри здания водонасосной станции является неагрессивной к строительным конструкциям. Температурно-влажностный режим внутри здания обеспечивается за счет естественной вентиляции. Вытяжка из здания осуществляется с помощью двух осевых вентиляторов, установленных на крыше. Несущие строительные конструкции помещения здания выполнены из огнестойких материалов и обеспечивают необходимую пожаробезопасность. Степень огнестойкости здания насосной для перекачки топлива – И. Электропроводка и подключенные электроустановки выполнены в соответствии с нормативными документами.

12. Итоговое заключение Объем работ, выполненных при обследовании здания водонасосной станции, соответствует требованиям к проведению оценки безопасности эксплуатации производственных зданий и сооружений поднадзорных промышленных производств и объектов РД 22-0197 [6], СП 13-102-2003 [4]. В результате обследования установлено: ■ бетонные и металлические строительные конструкции здания водонасосной станции не имеют повреждений и дефектов, относятся к категории «исправное состояние»; ■ в целом отмечено хорошее качество строительных конструкций здания водонасосной станции; ■ система вентиляции обеспечивает воздухообмен в здании. Для обеспечения в дальнейшем надежной и безопасной эксплуатации здания водонасосной необходимо: 1) выполнить ремонтно-восстановительные работы по очистке отмостки от растительности и устранению трещин; 2) вести систематические наблюдения за эксплуатацией здания и обору-

дования специально на то уполномоченными лицами, а также подвергать здание периодическим техническим осмотрам. Осмотр проводить два раза в год – весной и осенью, согласно (п. 2.4 МД С 13-14.2000 «Положение о проведении планово-предупредительного ремонта производственных зданий и сооружений» [7]); 3) проверять несущие и ограждающие конструкции помещения; 4) определить дефектные места, требуемые длительного наблюдения; 5) результаты всех видов осмотров оформлять актами, в которых отмечаются обнаруженные дефекты, а также необходимые меры для их устранения с указанием сроков выполнения текущих и плановых ремонтных работ. По результатам обследования следует сделать вывод об исправном состоянии здания водонасосной станции. На основании статьи 4.1.12. РД 2201-97 «Требования к проведению оценки безопасности эксплуатации производственных зданий и сооружений поднадзорных промышленных производств и объектов» [6] здание водонасосной станции может быть допущено к дальнейшей эксплуатации сроком на 5 (пять) лет. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538).

3. Федеральный закон Российской Федерации от 21 декабря 1994 года № 69-ФЗ «О пожарной безопасности».

4. СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений».

5. СП 28.13330.2012 «Защита строительных конструкций от коррозии».

6. РД 22-01-97 «Требования к проведению оценки безопасности эксплуатации производственных зданий и сооружений поднадзорных промышленных производств и объектов (обследования строительных конструкций специализированными организациями)».

7. МДС 13-14.2000 «Положение о проведении планово-предупредительного ремонта производственных зданий и сооружений».

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Результаты технического освидетельствования бака-дозатора модели EL-MXL-1-1,5

Владимир ПОДБЕРЕЗНЫХ, генеральный директор ООО «ПрофЭксперт» Раиль ХАСАНОВ, заместитель генерального директора ООО «ЭПБ» Сергей ЧАРУНОВ, эксперт, начальник Ульяновского комплексного участка ООО «Системы технического надзора» Игорь ВАЛЫШКОВ, Главный инженер ООО «ЭКОЛиНК» Алексей ПОПОВ, Генеральный директор ООО «ТехноЭксперт»

Целью проведенного технического освидетельствования является установление соответствия бака-дозатора требованиям нормативнотехнической документации, определение его технического состояния на момент проведения освидетельствования, поиск мест дефектов и повреждений, определение причин неисправности и отказов, а также определение остаточного ресурса – условий и интервала времени, в течение которого сохраняется работоспособное состояние бака-дозатора. Ключевые слова: обследование, техническое состояние, соответствие, дефекты, бак-дозатор, остаточный ресурс. Цели проведения освидетельствования 1. Установление соответствия бакадозатора, заводской № NF 1605, требованиям нормативно-технической документации, определение его технического состояния на момент проведения освидетельствования, поиск мест дефектов и повреждений, определение причин неисправности и отказов.

2. Определение остаточного ресурса – условий и интервала времени, в течение которого сохраняется работоспособное состояние бака-дозатора. Назначение и краткая характеристика объекта 1. Вертикальный бак-дозатор предназначен для автоматического пожаротушения и длительного хранения концентрированного пенообразователя (рис. 1).

2. Основные данные и технические характеристики бака-дозатора приведены в таблице 1. Сведения о рассмотренных в процессе технического освидетельствования документах 1. В процессе технического освидетельствования рассмотрены: 1.1. Декларация промышленной безопасности.

1.2. Паспорт-формуляр Вертикальный

бак-дозатор мод. ЕI-MXC-1-15 (MXC-11500) с пенообразователем внутри мембраны. Паспорт и инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию, зав. № NF1605.

1.3. Паспорт-формуляр (эксплуатационный). Бак – дозатор EI-MXC-1-15, заводской № 1605.

1.4. Технологическая схема автоматической системы.

1.5. Сводный график технического обслуживания и ремонта оборудования на 2015 год.

1.6. Журнал учета работ по осмотру, техническому обслуживанию и ремонту оборудования.

1.7. Инструкция по эксплуатации автоматических систем пожаротушения водяного охлаждения, резервуарного парка, пожарной сигнализации, оповещения и управления эвакуацией на объектах Заказчика.

1.8. Журнал учета отказов, ложных срабатываний и неисправностей АУПТ (механо-технологического, резервуарного, электрооборудования, оборудования систем автоматики) Заказчика. Результаты технического освидетельствования бака-дозатора. Техническое освидетельствование бакадозатора проведено в соответствии с ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

требованиями РД-19.100.00-КТН-036-13 [14] и включало в себя следующие виды работ: ■ анализ технической и эксплуатационной документации; ■ визуальный и измерительный контроль бака-дозатора; ■ ультразвуковая толщинометрия бака-дозатора; ■ ультразвуковой контроль сварных швов бака-дозатора; ■ капиллярный контроль сварных швов приварки патрубков диаметром до 100 мм бака-дозатора; ■ измерение твердости металла бакадозатора; ■ гидравлические испытания; 1. Анализ технической и эксплуатационной документации. Анализ технической и эксплуатационной документации проводился в соответствии с требованиями РД-75.200.00-КТН037-13 [15] и РД-19.100.00-КТН-036-13 [14]: ■ на основании рассмотрения документации следует, что документация на бак-дозатор ведется и заполняется регулярно и имеется в объеме, достаточном для определения режимов эксплуатации, наработки, изучения и анализа отказов и неисправностей, оценки полноты технического обслуживания, диагностических контролей, ремонтов и проведения технического освидетельствования, экспертизы промышленной безопасности и технического диагностирования; ■ технические характеристики и конструкция бака-дозатора соответствуют условиям технологических режимов эксплуатации; ■ за период эксплуатации отклонений от назначенных характеристик (нарушений эксплуатационных режимов, аварий) не зафиксировано;

Рис. 1. Общий вид бака-дозатора

245

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Таблица 1. Основные данные и технические характеристики бака-дозатора (данные паспорта (формуляра), заводского паспорта и эксплуатационной документации) Наименование оборудования

Вертикальный бак-дозатор

Условное обозначение

мод. EL-MXL-1-1,5

Предприятие-изготовитель

EUSEBI IMPIANTI s.p.l. ANCONA – ITALY

Год изготовления

2007

Год ввода в эксплуатацию

2007

Заводской номер

NF 1605

Технологический номер

2-Е-104В

Внутренний диаметр, мм

994

Давление условное, РN, МПа

1,2

Рабочее давление, Рр, МПа

0,78

Габаритные размеры, мм

1 000, высота 2 755

Рабочая среда

Вода – пенообразователь

Марка материала бака-дозатора

P 355 N (отечественный аналог – сталь 15ГФ)

Суммарная наработка на момент обследования

8 лет

■ паспорт-формуляр на бак-дозатор и другая эксплуатационная документация соответствуют РД-75.200.00-КТН-037-13[15] и РД-19.100.00-КТН-036-13 [14].

2. Результаты визуального и измерительного контроля бака-дозатора. Визуальный и измерительный контроль бака-дозатора проводился в соответствии с требованиями РД 03-606-03 [12] и раздела 14 РД-19.100.00-КТН-036-13 [14]. Схема визуального и измерительного контроля бака-дозатора представлена на рисунке 2. По итогам визуального и измерительного контроля дефектов не обнаружено.

3. Результаты ультразвуковой толщинометрии бака-дозатора. УЗ-толщинометрия проводилась в соот-

Таблица 2 Минимальная толщина стенки обечайки бака-дозатора, мм

6,1

Минимальная толщина стенки днища 1 бака-дозатора, мм

7,2

Минимальная толщина стенки днища 2 бака-дозатора, мм

7,5

Минимальная толщина стенки патрубка Ду75 (1), мм

4,4

Минимальная толщина стенки патрубка Ду45 (2), мм

7,6

Минимальная толщина стенки патрубка Ду75 (3), мм

4,0

Минимальная толщина стенки патрубка Ду34 (4), мм

3,8

Минимальная толщина стенки патрубка Ду34 (5), мм

3,8

Минимальная толщина стенки горловины 1 бака-дозатора, мм

84,5

Минимальная толщина стенки горловины 2 бака-дозатора , мм

51,2

Минимальная толщина стенки фланца 1 Ду570 бака-дозатора, мм

18,4

Минимальная толщина стенки фланца 2 Ду210 бака-дозатора, мм

29,8

ветствии с требованиями ГОСТ 12503-75 [2] и раздела 14 РД-19.100.00-КТН-036-13 [14]. Результаты толщинометрии бакадозатора приведены в таблице 2. Уменьшения толщин стенок бака-дозатора на 30% и более не обнаружено.

4. Результаты ультразвукового контроля бака-дозатора. Ультразвуковой контроль сварных швов бака-дозатора проводился в соответствии с требованиями ГОСТ Р 557242013 [3], РД-19.100.00-КТН-016-15 [16] и раздела 14 РД-19.100.00-КТН-036-13 [14]. Дефектов не обнаружено.

5. Результаты капиллярного контроля бака-дозатора. Капиллярный контроль проводился в соответствии с требованиями ГОСТ

Рис. 2. Схема визуального и измерительного, ультразвукового и капиллярного контролей бака-дозатора мод. EL-MXL-1-1,5

Пенообразователь

Сброс избыточного давления

Ду 75 1 3

5 Ду 45 2

1

Ду 75 3

1

Вода

3

2

1

– условный номер сварного шва

1

– номер фотографии зоны контроля – зоны ультразвукового контроля – зоны капиллярного контроля

2

5

Ду 34 4 5

Пенообразователь

246

4

Ду 34 Вода

4

18442-80 [4] и раздела 14 РД-19.100.00-КТН036-13 [14]. Индикаторных следов поверхностных несплошностей, превышающих допустимые размеры, не обнаружено.

6. Результаты контроля механических характеристик металла бака-дозатора (измерения твердости). Измерение твердости металла корпуса бака-дозатора проводилось в соответствии с требованиями ГОСТ 22761-77 [17] и раздела 14 РД-19.100.00-КТН-036-13 [14]. Полученные значения твердости металла бака-дозатора находятся в допустимых пределах.

7. Результаты проведения гидравлических испытаний бака-дозатора. Гидравлические испытания бака-дозатора проводились в соответствии с разделом 14 РД-19.100.00-КТН-036-13 [14]и разделом 14 РД-75.200.00-КТН-037-13 [15]. Бак-дозатор выдержал испытание на прочность и герметичность пробным давлением без падения давления по манометру.

8. Выводы. По результатам проведенного технического освидетельствования вертикальный бак-дозатор мод. EL-MXL-1-1,5 заводской № NF 1605 – на момент проведения технического освидетельствования находится в работоспособном состоянии. Заключение: Дальнейшая эксплуатация бака-дозатора, заводской № NF 1605, допускается в течение 10 лет (до сентября 2025 года) при следующих условиях: ■ соблюдение периодичности и объема технического обслуживания и ремонтов согласно требованиям РД-75.200.00КТН-037-13 [15]; ■ рабочая среда – вода – пенообразователь;

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

■ рабочем давлении не более 1,2 МПа. Следующее техническое освидетельствование бака-дозатора, заводской № NF 1605, провести не позднее 29 сентября 2025 года. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. ГОСТ 12503-75 «Сталь. Методы ультразвукового контроля. Общие требования».

3. ГОСТ Р 55724-2013 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые».

4. ГОСТ 18442-80 «Контроль неразрушающий. Капиллярные методы».

5. ГОСТ Р 55614-2013 «Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые. Общие технические требования».

6. ГОСТ 18661-73 «Сталь. Измерение твердости методом ударного отпечатка».

7. ГОСТ 18442-80 «Контроль неразрушающий. Капиллярные методы».

8. ГОСТ 3242-7. «Соединения сварные. Методы контроля качеств».

9. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности. «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности».

10. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности для опасных производственных объектов магистральных трубопроводов» 11. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности. «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности».

12. РД 03-606-0. «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».

13. РД-153-39.4-056-00 «Правила технической эксплуатации магистральных нефтепроводов».

14. РД-19.100.00-КТН-036-13 «Правила технического диагностирования и освидетельствования механо-технологического оборудования. Методики технического диагностирования механо-технологического оборудования».

15. РД-75.200.00-КТН-037-13 «Руководство по техническому обслуживанию и ремонту оборудования и сооружений нефтеперекачивающих станций».

16. РД-19.100.00-КТН-016-15 «Неразрушающий контроль сварных соединений при строительстве и ремонте трубопроводов».

17. ГОСТ 22761-77 «Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Бринеллю переносными твердомерами статического действия».

Программа проведения экспертизы промышленной безопасности здания котельной Владимир ПОДБЕРЕЗНЫХ, генеральный директор ООО «ПрофЭксперт» Раиль ХАСАНОВ, заместитель генерального директора ООО «ЭПБ» Сергей ЧАРУНОВ, эксперт, начальник Ульяновского комплексного участка ООО «Системы технического надзора» Игорь ВАЛЫШКОВ, Главный инженер ООО «ЭКОЛиНК» Алексей ПОПОВ, Генеральный директор ООО «ТехноЭксперт»

Целью обследования технического состояния конструкций здания на опасном производственном объекте является определение соответствия требованиям промышленной безопасности, степени их фактического износа и работоспособности, а также выявление факторов, оказывающих влияние на их безопасную эксплуатацию. Программа проведения экспертизы ПБ разработана на основании требований нормативной документации, действующей на территории России. Ключевые слова: обследование, техническое состояние, степень повреждения, дефекты, техническое диагностирование, здания, сооружения.

1. Цель и задачи работы: ■ ознакомление с проектной, исполнительной и эксплуатационной документацией объекта экспертизы; ■ выявление отступлений от проектных геометрических, конструктивных и расчетных схем здания, а также отклонений фактических нагрузок и воздействий от проектных или нормативных значений; ■ выявление повреждений и дефектов строительных конструкций и их элементов; ■ проведение измерений параметров, характеризующих повреждения и дефекты строительных конструкций и инже-

нерных сетей, а также эксплуатационных характеристик здания; ■ фиксация повреждений и дефектов путем фотографирования, составления рисунков-схем и ведомостей повреждений и дефектов с рекомендациями по ремонту и дальнейшему обеспечению безопасной эксплуатации строительных конструкций; ■ оценка технического состояния строительных конструкций и инженерных сетей здания по характерным признакам повреждений и дефектов; ■ оценка объекта экспертизы на соответствие предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности;

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

247

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы ■ определение степени физического износа и остаточного ресурса здания.

2. Перечень документации, которую необходимо предоставить организации – владельцу здания при проведении экспертизы промышленной безопасности.

2.1. Проверка наличия проектноконструкторской документации.

2.1.1. Комплект общестроительных чертежей с указанием всех изменений, внесенных при производстве работ, и отметок о согласовании этих изменений с проектной организацией, разработавшей проект (п. 2.2.2 [6]).

2.1.2. Генеральный план предприятия.

2.1.3. Ситуационный план предприятия.

2.1.4. План (схема) размещения технологического оборудования.

2.1.5. Схемы технологических трубопроводов, систем теплоснабжения, водопровода, канализации, вентиляции содержащие характеристику сетей, оборудования и сооружений.

2.1.6. Инженерно-геологические, топографические и гидрологические изыскания по площадке, на которой расположен объект.

2.2. Проверка наличия исполнительной документации (п. 2.2.2 [6]).

2.2.1. Акт сдачи-приемки здания в эксплуатацию с указанием всех недоделок, акты устранения недоделок.

2.2.2. Акты приемочных испытаний, проведенных в процессе эксплуатации.

2.2.3. Акты на скрытые работы и акты промежуточной приемки отдельных ответственных конструкций.

2.2.4. Журналы приема работ и авторского надзора.

2.2.5. Материалы геодезических съемок.

2.2.6. Журналы контроля качества работ.

2.2.7. Сертификаты и технические паспорта, подтверждающие качество конструкций и их материалов с указанием типа, марки, ГОСТов и т.д.

2.2.8. Акты противокоррозионных и окрасочных работ.

2.3. Проверка наличия эксплуатационной документации.

2.3.1. Приказ об организации службы (или назначении ответственного лица из состава ИТР) по техническому надзору за состоянием, обслуживанием, безопасной эксплуатацией и ремонтом зданий и сооружений (п. 2.1 [26]).

2.3.2. Документы, подтверждающие аттестацию в области промышленной безопасности лица (лиц) ответственного по техническому надзору за состоя-

248

нием, обслуживанием, безопасной эксплуатацией и ремонтом зданий и сооружений (п. 2 [5]).

2.3.3. Графики, разработанные службой производственного контроля, утвержденные главным инженером и согласованные с начальниками цехов: а) график общих периодических осмотров зданий и сооружений службой технического надзора за состоянием, обслуживанием, безопасной эксплуатацией и ремонтом зданий и сооружений (не реже 2 раз в год – весна-осень) (п. 4.2 [26]); б) график комплексных обследований специализированными организациями зданий и сооружений (не реже 1 раза в 5 лет) (п. 4.1.12 [6]).

2.3.4. Акты общих периодических осмотров зданий и сооружений, составленные службой (или ответственным лицом) технического надзора за состоянием, обслуживанием, безопасной эксплуатацией и ремонтом зданий и сооружений.

2.3.5. Отчеты (заключения) по комплексному обследованию специализированными организациями зданий и сооружений.

2.3.6. Результаты геодезических съемок конструкций здания.

2.3.7. Результаты геодезических проверок положения подкрановых конструкций в плане и по высоте (при наличии подкрановых конструкций).

2.3.8. Паспорт на здание (п. 2.2.2 [6], п.

2.20, п. 2.21 [26]).

2.3.9. Технический журнал по эксплуатации здания (с данными о проведенных текущих и капитальных ремонтах, реконструкциях, усилении конструкций).

2.3.10. Документы, характеризующие фактические параметры внутри цеховой среды (состав и концентрация газов, влажность, температура, освещенность, вибрация, шум, тепло– и пылевыделение и т.д.) (п. 2.2.2 [6]).

2.3.11. Наличие нормативных документов и литературы, устанавливающих правила эксплуатации здания опасного производственного объекта. В наличии должны быть: [1], [3], [26].

2.3.12. Паспорта вентиляционных систем с актами проверки эффективности их работы (п. 4.19 [28]).

2.3.13. Инструкция по технической эксплуатации производственных зданий и сооружений, согласованная главным инженером (или ответственным лицом) и утвержденная директором предприятия (п. 1.6 [26]).

2.3.14. Протоколы измерения сопротивления заземляющего устройства,

проверки наличия цепи между заземляющим устройством и заземляемыми элементами, а также соединений естественных заземлителей с заземляющим устройством (п. 2.7.13 [3.18]).

2.3.15. Паспорт заземляющего устройства (п. 1.8.2 [18]).

2.3.16. Общие схемы электроснабжения (п. 1.8.2 [18]).

2.3.17. Журнал учета электрооборудования с перечислением основного электрооборудования и с указанием его технических данных (п. 1.8.2 [18]).

2.3.18. Акт промывки системы отопления здания (гидравлические испытания пробным давлением), составленной комиссией предприятия перед началом осенне-зимнего периода.

2.3.19. Акт проверки работоспособности пожарных кранов комиссией предприятия, в котором должна быть отражена информация о состоянии всех пожарных кранов и рукавов (п. 7.28 [13]).

3. Перечень подготовительных мероприятий, которые должна провести организация – владелец здания перед проведением экспертизы промышленной безопасности.

3.1. Подготовить всю имеющуюся в наличии документацию, необходимую для проведения экспертизы здания, перечень которой изложен в п. 2 данной программы.

3.2. Обеспечить безопасный доступ к строительным конструкциям (использование мостового крана, технологических площадок, устройство необходимых лесов, подмостей, приспособлений, необходимость отключения энергоносителей, вплоть до частичной или полной остановки производства).

3.3. Администрация организациивладельца на период работ по натурному обследованию здания назначает своего представителя ответственного за обеспечение условий производства работ.

4. Этапы проведения экспертизы.

4.1. Предварительный осмотр с целью установления соответствия компоновочной и конструктивной схем несущих конструкций требованиям технической документации.

4.2. Анализ имеющейся проектной, исполнительной и эксплуатационной документации.

4.3. Обследование объекта.

4.3.1. Обмерные работы. Определение генеральных размеров конструкций (пролетов, высот и т.д.), пространственного положения строительных конструкций, их фактических сечений и состояния соединений.

4.3.2. Проверка соответствия фактически смонтированных строительных

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

конструкций и инженерного оборудования здания проектной документации и требованиям нормативных документов, выявление, установление характера и регистрация (на эскизах, схемах, фотографирование) дефектов и повреждений элементов и узлов конструкций.

4.3.3. Проверка качества (определение прочностных характеристик) материалов строительных конструкций и контроль состояния стыков и соединений. Определение остаточных толщин металлических конструкций (при наличии коррозионного износа) неразрушающим методом контроля.

4.4. Проверочный расчет конструкций с учетом выявленных при обследовании отклонений, дефектов и повреждений, фактических или прогнозируемых нагрузок и свойств материалов этих конструкций.

4.5. Оформление заключения экспертизы промышленной безопасности, включающего в себя ведомости дефектов и повреждений с рекомендациями по их устранению, а также по приведению объекта экспертизы в соответствие требованиям промышленной безопасности.

5. Перечень документации, предъявляемой организации – владельцу по окончании работ по экспертизе промышленной безопасности: 5.1. Заключение экспертизы промышленной безопасности здания – 2 экземпляра. Заключение экспертизы промышленной безопасности (в дальнейшем экспертизы) является документом, отражающим соответствие опасного производственного объекта требованиям по обеспечению промышленной безопасности согласно Федеральному закону РФ № 116-ФЗ от 21 июля 1997 года «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [1].

5.2. Технический паспорт здания (при его отсутствии у организации – владельца здания) – 1. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Ростехнадзора РФ от 14 ноября 2013 года № 538).

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, ра-

ботающее под избыточным давлением» (утверждены приказом Ростехнадзора РФ от 25 марта 2014 года № 116).

4. Административный регламент федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору по предоставлению государственной услуги по ведению реестра заключений экспертизы промышленной безопасности (утвержден приказом Ростехнадзора от 23 июня 2014 года № 260).

5. РД 03-19-2007 «Положение об организации работы по подготовке и аттестации специалистов организаций, поднадзорных федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору».

6. РД 22-01-97 «Требования к проведению оценки безопасности эксплуатации зданий и сооружений, поднадзорных промышленных производств и объектов».

7. Рекомендации по оценке надежности строительных конструкций по внешним признакам. ЦНИИПромзданий. М., 2001.

8. СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии».

9. СНиП II-3-79 «Строительная теплотехника».

10. СНиП 31-03-2001 «Производственные здания».

11. СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» (с изменением № 2 постановления Госстроя РФ от 29 мая 2003 года № 45).

12. СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

13. СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» (с изменениями от 03.06.1999 г.).

14. СНиП II-26-76 «Кровли».

15. Руководство по эксплуатации строительных конструкций производственных зданий и сооружений промышленных предприятий. ЦНИИПромзданий. М., 1995.

16. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Издание шестое, дополненное и с исправлениями. М., 2000.

17. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Издание седьмое, переработанное и дополненное с исправлениями. М., 2003.

18. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. 2003.

19. СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений».

20. НПБ 105-03 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности».

21. ОСР-97 «Общее сейсмическое районирование территории Российской Федерации».

22. Порядок продления срока безопасной эксплуатации технических устройств, оборудования и сооружений на опасных производственных объектах.

23. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарнозащитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов».

24. СО 153-34.21.122-2003 «Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций».

25. СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий».

26. МДС 13-14-2000 «Положение о проведении планово-предупредительного ремонта производственных зданий и сооружений».

27. ГОСТ 24846-81 «Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений».

28. СП 73.13330.2012 «Внутренние санитарнотехнические системы зданий».

29. СНиП II-35-76 «Котельные установки (новая редакция с изменениями № 1)».

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

249

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Техническое диагностирование резервуара вертикального цилиндрического стального для нефтепродуктов РВС-400 Роман ЗАБАРА, эксперт ООО «Промтехсервис» Андрей ЩЕРБАКОВ, технический директор ООО «Техноконтроль» Николай РОМАШОВ, эксперт по оценке соответствия лифта ООО РИКЦ «КОНТЭКС» Евгений ЛАВРЕНТЬЕВ, заместитель генерального директора ООО «КРАНКОМ ЭКСПЕРТИЗА» Николай ИЛЮШКИН, руководитель технического отдела ООО «КРАНКОМ ЭКСПЕРТИЗА»

Целью технического диагностирования резервуара вертикального цилиндрического стального для нефтепродуктов РВС-400, применяемого на опасном производственном объекте, является оценка соответствия технического состояния требованиям промышленной безопасности; определение остаточного ресурса работоспособности; изготовление технической документации (дубликата паспорта резервуара); определение возможности, условий, сроков дальнейшей безопасной эксплуатации, видов и периодичности технических обследований. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, резервуар.

А

нализ результатов проведенной экспертизы и оценка соответствия объекта экспертизы требованиям промышленной безопасности проводится на основании: ■ приказа Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» [2]; ■ приказа Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 октября 2012 года № 584 об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Порядок осуществления экспертизы промышленной безопасности в химической, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности» [3]. Вертикальный цилиндрический стальной резервуар со стационарной крышей (без понтона) для нефти и нефтепродуктов

250

РВС-400 предназначен для хранения мазута. Класс опасности – IV. Рабочее давление – гидростатическое давление рабочей среды, без внутреннего избыточного давления и вакуума. Рабочая температура – не ниже плюс 25 °С и не выше плюс 90 °С. Объем резервуара и его класс опасности – 400 м3, класс опасности резервуара – IV по ГОСТ 31385-2008 (п.4.3.1) [4]. Несущие и ограждающие конструктивные элементы резервуара и их размеры.

1. Стенка: ■ конструкция – цилиндрической формы, состоящая из пяти поясов. Стенка изготовлена методом рулонирования. Вертикальные и горизонтальные соединения листов выполнены стыковыми сварными швами способом автоматической дуговой сварки под флюсом. Монтажный шов стенки выполнен стыковым сварным швом способом ручной дуговой сварки. Материал – сталь Ст3сп5 по ГОСТ 380, внутренний диаметр – 8530

мм, высота стенки – 7500 мм, исполнительная толщина стенки по поясам – все пояса толщиной 5,0 мм.

2. Днище: ■ конструкция – плоской формы. Днище изготовлено из двух сегментов методом рулонирования. Соединения листов полотнищ выполнены стыковыми сварными швами способом автоматической дуговой сварки под флюсом. Монтажный шов днища выполнен нахлесточным сварным швом способом ручной дуговой сварки. Материал – сталь Ст3сп5 по ГОСТ 380, диаметр – 8610 мм, исполнительная толщина листов днища – 5,0 мм.

3. Крыша: ■ конструкция – каркасная, конической формы с углом наклона образующей крыши к горизонтальной плоскости не менее 6° (уклон 1:10). Листовой настил крыши изготовлен методом рулонирования. Соединения листов полотнищ крыши выполнены стыковыми сварными швами способом автоматической дуговой сварки под флюсом. Монтажный шов настила крыши выполнен нахлесточным сварным швом способом ручной дуговой сварки. Соединения листового настила с элементами каркаса и кольцевым элементом жесткости выполнены нахлесточным сварным швом способом ручной дуговой сварки. Материал – сталь Ст3сп5 по ГОСТ 380, диаметр – 8 530 мм, исполнительная толщина листов настила крыши – 5,0 мм. Оборудование резервуара: патрубок вентиляционный ПВ-200 – 2 шт.; огнепреградитель ОП-200 – 2 шт.; люк замерный ЛЗ-150; люк световой ЛС-500 – 2 шт.; люклаз ЛЛ-600 – 2 шт.; кран сифонный КС50; патрубок приемо-раздаточный ППР150 – 2 шт.; патрубок монтажный ПМ-100 устройства для размыва донных отложений; патрубок ПЗ-80 для зачистки днища резервуара; патрубок 576,0 мм подачи пара для разогрева мазута – 2 шт., патрубок 576,0 мм отбора конденсата – 2 шт., патрубок 575,0 мм монтажный на 1-м поясе стенки резервуара – 3 шт., патрубок 575,0 мм монтажный на крыше резервуара – 2 шт., патрубок 895,0 мм монтажный на крыше резервуара, каркас под изоляцию (вальцованная профильная труба 20402,0 мм), шахтная лестница, переходные площадки, ограждение по периметру крыши резервуара, устройства заземления и молниезащиты резервуара согласно проекту. Расположение резервуара – наземное, на специально устроенном основании. Техническое диагностирование резервуара включает в себя следующие этапы.

1. Анализ технической документации. Отсутствует технический паспорт ре-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

зервуара. Проектная и монтажная документация имеется в наличии. Оформление и содержание проектной и монтажной документации соответствует ГОСТ 31385-2008 [4].

2. Анализ условий эксплуатации. Условия эксплуатации резервуара соответствуют требованиям «Правил технической эксплуатации нефтебаз» [5], «Правил технической эксплуатации резервуаров и инструкции по их ремонту» [6].

3. Сведения о проведенных ремонтах и реконструкциях резервуара. Документально зафиксированные сведения о ремонтах и реконструкции резервуара отсутствуют.

4. Сведения об авариях и инцидентах, связанных с эксплуатацией резервуара. Документально зафиксированные сведения об авариях и инцидентах, связанных с эксплуатацией резервуара на территории нефтебазы отсутствуют.

5. Результаты визуального осмотра элементов резервуара. По результатам визуального осмотра элементов резервуара установлено, что на наружной поверхности листов стенки и листов настила крыши имеются незначительные поверхностные дефекты типа царапин, рисок и порезов механическим инструментом, на днище обнаружено два хлопуна. Других видимых дефектов в сварных соединениях и основном металле не обнаружено. Допускается проведение неразрушающего контроля сварных соединений и основного металла элементов резервуара. Допустимость наличия хлопунов на днище определить по результатам визуального и измерительного контроля.

6. Проверка состояния основания и отмостки. По результатам проверки состояния основания и отмостки недопустимых дефектов не выявлено.

7. Результаты неразрушающего контроля элементов резервуара.

1) визуальный и измерительный контроль. По результатам визуального и измерительного контроля сварных соединений и основного металла элементов резервуара, проконтролированных в объеме требований индивидуальной программы технического диагностирования резервуара РВС-400, установлено, что на наружной поверхности листов стенки и листов настила крыши имеются незначительные поверхностные дефекты типа царапин, рисок и порезов механическим инструментом. Максимальная глубина таких дефектов по результатам измерений не превышает 0,3 мм. На днище обнаружено два хлопуна, площадью 0,863 м2, высота – 75 мм, и площадью 1,105 м2, высота – 65 мм. Других видимых дефек-

тов в сварных соединениях и основном металле не обнаружено. Форма и размеры сварных швов элементов резервуара соответствуют требованиям ГОСТ 8713-79 [7], 5264-80 [8] и ГОСТ 16037-80 [9]. По результатам визуального и измерительного контроля сварных соединений и основного металла элементов резервуара недопустимых дефектов не обнаружено; 2) ультразвуковая толщинометрия. По результатам толщинометрии основных элементов резервуара, проконтролированных в объеме требований индивидуальной программы технического диагностирования резервуара РВС-400, установлено, что измеренные значения минимальных остаточных толщин основных элементов резервуара удовлетворяют проектным величинам с учетом минусового допуска на изготовление листового проката, из которого изготовлены основные элементы резервуара; 3) измерение геометрической формы стенки и нивелирования днища резервуара. По результатам измерения геометрической формы стенки и нивелирования днища резервуара, проконтролированных в объеме требований индивидуальной программы технического диагностирования резервуара РВС-400, установлено следующее: ■ максимальная разность отметок наружного контура днища составляет 8 мм между соседними точками и 16 мм – между любыми другими точками по периметру; ■ максимальное отклонение от вертикали образующих стенки резервуара составляет 3 мм на 1-м поясе, 8 мм – на 2-м, 16 мм – на 3-м, 16 мм – на 4-м, 28 мм – на 5-м поясе. Измеренные максимальные значения разности отметок наружного контура днища и отклонения от вертикали образующих стенки резервуара не превышают предельных значений, установленных п. 8.12 и 8.16 руководящего документа РД 08-95-95 [10]. Определение остаточного ресурса ра-

ботоспособности резервуара производится в соответствии с РД 08-95-95 [10]. Остаточный ресурс работоспособности резервуара – 20 лет с момента ввода резервуара в эксплуатацию. На основании анализа результатов технического диагностирования технического устройства установлено: ■ в сварных соединениях и основном металле элементов резервуара дефектов, препятствующих безопасной эксплуатации, не зафиксировано; ■ минимальные остаточные толщины элементов резервуара удовлетворяют проектным величинам с учетом минусового допуска на изготовление листового проката, из которого изготовлены основные элементы резервуара.

Ha основании анализа результатов проведенной экспертизы промышленной безопасности сделаны следующие выводы о техническом состоянии объекта экспертизы. Техническое устройство соответствует требованиям промышленной безопасности. Техническое состояние резервуара – работоспособное. Принятый остаточный ресурс резервуара составляет 20 (двадцать) лет со дня ввода резервуара в эксплуатацию. Возможна эксплуатация резервуара с гидростатическим давлением рабочей среды при максимальном уровне налива резервуара. При этом обязательно соблюдение условия отсутствия избыточного давления и остаточного вакуума в газовом пространстве резервуара. Устанавливаются следующие сроки безопасной эксплуатации и периодичность технических обследований (согласно требованиям РД 08-95-95, п.п. 3.5 и 3.6) [10]: ■ частичное техническое обследование резервуара с наружной стороны (без выведения его из эксплуатации) – через 5 (пять) лет; ■ полное техническое обследование (с выведением резервуара из эксплуатации, его опорожнением, зачисткой и дегазацией) – через 10 (десять) лет.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

251

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Порядок осуществления экспертизы промышленной безопасности в химической, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности», утвержденные Приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 октября 2012 года № 584.

4. ГОСТ 31385-2008 Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия (Введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 июля 2009 года № 274-ст).

5. Правила технической эксплуатации нефтебаз (утверждены приказом Минэнерго России от 19 июня 2003 года № 232).

6. Правила технической эксплуатации резервуаров и инструкции по их ремонту (утверждены Госкомнефтепродуктом СССР 26 декабря 1986 года).

7. ГОСТ 8713-79 Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры (утвержден постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26 декабря 1979 года № 5047).

8. ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры (утвержден постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24 июля 1980 года № 3827).

9. ГОСТ 16037-80 Соединения сварные стальных трубопроводов. Основные типы, конструктивные элементы и размеры ГОСТ 16037-80 (утвержден постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24 апреля 1980 года № 1876).

10. РД 08-95-95 «Положение о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов», утвержденное постановлением Госгортехнадзора России от 25 июля 1995 года № 38).

252

Программа обследования подъемного агрегата

для ремонта скважин АПРС-40 М(У), отработавшего расчетный срок службы Виктор ФЕДОРОВ, ведущий инженер ООО «СЭТ» Евгений СИВУХОВ, начальник лаборатории ООО «ИНТЕХ СЕРВИС» Дмитрий ДЕРЮГИН, генеральный директор ООО «ИЦ Экспертиза плюс» Виталий ЗАНКОВИЧ, заместитель генерального директора ООО «ИЦ Экспертиза плюс» Дмитрий СПИРКИН, технический директор ООО «ОРГЭНЕРГОНЕФТЬ»

В данной статье рассматривается программа обследования подъемного агрегата для ремонта скважин АПРС-40 М (У), отработавшего нормативный срок службы, и определение технического состояния объекта на текущий момент, поиск мест дефектов и повреждений, определение причин неисправностей и отказов, с рекомендацией методов и средств восстановления работоспособности объекта. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, программа.

У

казанная цель достигается путем определения фактического состояния технического устройства в момент обследования, проверки соответствия объекта экспертизы требованиям промышленной безопасности, расчета остаточного ресурса, определения возможности и условий продления срока безопасной эксплуатации ТУ. Программа является обязательным руководством при проведении обследования оборудования и механизмов подъемного агрегата с истекшим сроком службы с целью получения объективных данных о состоянии его составных частей, соответствия технической документации завода-изготовителя и установления необходимости проведения ремонта или списания. Работы по экспертному техническому диагностированию проводятся на основании следующих документов: ■ Федеральный закон «О промышлен-

ной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ [1]; ■ Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]; ■ Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности для опасных производственных объектов магистральных трубопроводов», утвержденных приказом от 6 ноября 2013 года № 520 Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору [3]. Агрегат АПРС-40 М (У), предназначен для освоения и ремонта нефтяных и газовых скважин. Технические характеристики агрегата представлены в таблице 1.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Результаты обследования технического устройства Техническое диагностирование подъемного агрегата проведено в соответствии с РД 08-195-98 «Инструкция по техническому диагностированию состояния передвижных установок для ремонта скважин» [4] и включает в себя следующие виды работ.

1. Анализ технической документации.

2. Визуальный осмотр подъемного агрегата. Проведен в соответствии с требованиями РД 03-606-03 [5].

3. Диагностика металлоконструкций подъемного агрегата методами неразрушающего контроля. Обследованию подвергаются следующие металлоконструкции подъемного агрегата для ремонта скважин: ■ мачта с металлоконструкциями и подкронблочной рамой; ■ рама площадки верхнего оборудования; ■ рама лебедки с опорными балками; ■ транспортные опоры мачты; ■ лестницы и площадки. При диагностике мачты подъемного агрегата применялись – визуально – измерительный контроль и ультразвуковая толщинометрия.

4. Диагностика состояния талевой системы, тормозных лент. Диагностика состояния талевой системы, тормозных лент включила в себя визуальный осмотр и дефектоскопию методами неразрушающего контроля.

5. Осмотр и диагностика состояния механизмов, приводов, лебедок, трансмиссии, электро-, гидро- и пневмообо-

рудования, приборов и устройств безопасности, навесного оборудования и других узлов.

6. Составление ведомости дефектов. По результатам проведенной диагностики механизмов и узлов подъемного агрегата составляется ведомость дефектов.

7. Проверка работы установки подъемной для освоения и ремонта скважин на холостом ходу. Проверка работы установки подъемной на холостом ходу проводилась после устранения дефектов, выявленных в ходе проведения диагностирования, и выполнялась в соответствии с требованиями РД 08-195-98 п. 2.5 [4].

8. Проверка работы приборов и устройств безопасности.

Таблица 1 Характеристика

Значение

Наибольшая грузоподъемность на крюке, т.

40

Привод механизма

тяговый двигатель шасси УРАЛ 4320, ЯМЗ 238Н

Мощность двигателя, л.с.

220

Лебедка

однобарабанная

Число скоростей

4

Диапазон скоростей подъема крюка, м/с

0,15–1,42

Мачта, расстояние от земли до оси кронблока, мм

Данные в паспорте отсутствуют

Талевая система (оснастка, диаметр каната)

34; 22,5 ГОСТ 2688-80

Кронблок

одноосный

Крюкоблок

одноосный

Габаритные размеры в транспортном положении, мм

10 5002 5004 300

Полная масса установки в транспортном положении, кг

22500

Нормативный срок службы, лет

9

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Проверка работы приборов и устройств безопасности проводилась в соответствии с требованиями РД 08-195-98. п. 2.7 [4].

9. Проведение статических испытаний и измерение остаточных деформаций мачты. Статические испытания подъемного агрегата проводились в соответствии с требованиями РД 08-195-98 п. 2.6. [4]. На основании результатов обследования установлено, что подъемный агрегат для ремонта скважин АПРС-40 М (У) соответствует требованиям промышленной безопасности, дальнейшая безопасная эксплуатация допускается. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116ФЗ (в действующей редакции).

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности для опасных производственных объектов магистральных трубопроводов», утвержденные приказом от 6 ноября 2013 года № 520 Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору.

4. РД 08-195-98 «Инструкция по техническому диагностированию состояния передвижных установок для ремонта скважин».

5. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».

253

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Техническое диагностирование газорегуляторного пункта шкафного Роман ЗАБАРА, эксперт ООО «Промтехсервис» Андрей ЩЕРБАКОВ, технический директор ООО «Техноконтроль» Николай РОМАШОВ, эксперт по оценке соответствия лифта ООО РИКЦ «КОНТЭКС» Евгений ЛАВРЕНТЬЕВ, заместитель генерального директора ООО «КРАНКОМ ЭКСПЕРТИЗА» Николай ИЛЮШКИН, руководитель технического отдела ООО «КРАНКОМ ЭКСПЕРТИЗА»

Целью технического диагностирования газорегуляторного пункта шкафного (ШРП), применяемого на опасном производственном объекте, является оценка соответствия технического состояния объекта ЭПБ требованиям промышленной безопасности; расчет остаточного срока службы; определение возможности, условий, сроков дальнейшей безопасной эксплуатации, а также видов и периодичности технических обследований. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, газорегуляторный пункт.

А

нализ результатов проведенной экспертизы и оценка соответствия объекта экспертизы требованиям промышленной безопасности проводится на основании: ■ приказа Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» [2]; ■ постановления Правительства РФ от 29 октября 2010 года № 870 «Об утверждении технического регламента о безопасности сетей газораспределения и газопотребления» [3]; ■ приказа Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 ноября 2013 года № 542 об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления» [4].

254

Газорегуляторный пункт шкафный (ШРП) предназначен для снижения давления газа и поддержания его на заданных уровнях в сети газопотребления котельной. Давление на входе в ШРП составляет 0,13 МПа, давление на выходе из ШРП составляет 0,002 МПа. Оборудование и элементы трубопроводной системы: газовый кран на входе (Ду 25) – 2 шт., фильтр газовый ФС-25 – 2 шт., предохранительный запорный клапан ПКК-40 – 2 шт., комбинированный регулятор давления газа с встроенным предохранительно-сбросным клапаном (ПСК) РД-50 – 2 шт., отключающий шаровой кран (Ду 50) на выходе газа после регулятора давления газа – 2 шт., вентили (¾˝) для настройки оборудования и сброса газа – 9 шт., манометр МТП-100 – 3 шт., труба (материал: сталь 20) наружным диаметром 57 мм, номинальной толщиной 3,5 мм, труба (материал: сталь 20) наружным диаметром 32 мм, номинальной толщиной 3,2 мм.

Антикоррозионное покрытие – лакокрасочное (эмалевое) покрытие. Результаты проведенной экспертизы 1. Анализ технической документации. Анализ технической документации (проектной, исполнительной (монтажной, строительной) и эксплуатационной) включает: ■ изучение сведений в предоставленной документации с фиксацией объема материалов по каждой единице рассмотренной технической документации (далее по тексту – единица ТД); ■ определения полноты и достоверности приведенных в документации сведений; ■ установление соответствия (несоответствия) оформления, содержания и ведения технической документации требованиям промышленной безопасности; ■ вывод по результатам анализа технической документации. Вывод: 1) сведения, приведенные в представленной технической документации, имеются в наличии в необходимом объеме; 2) достоверность представленных сведений не вызывает сомнений; 3) оформление, содержание и ведение технической документации не в полной мере соответствуют требованиям промышленной безопасности (паспорту ШРП требуется провести переоформление для приведения его формы и содержания).

2. Анализ условий эксплуатации. В процессе рассмотрения и анализа эксплуатационной документации установлено: а) на объекте выполняются следующие виды работ: ■ техническое обслуживание объекта ЭПБ проводится не реже 2-х раз в год с отметкой в журнале технического обслуживания ШРП;

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

■ текущий ремонт объекта ЭПБ проводится не реже 1-го раза в год с отметкой в журнале технического обслуживания ШРП; ■ осмотр технического состояния проводится не реже 9-ти раз в год с отметкой в журнале технического обслуживания ШРП; ■ проверка параметров срабатывания предохранительных запорных и сбросных клапанов проводится не реже 4-х раз в год с отметкой в журнале технического обслуживания ШРП. Работы выполняются силами организации, имеющей опыт проведения работ по техническому обслуживанию и ремонту сети газораспределения и сети газопотребления; б) контрольно-измерительные приборы (манометры) оборудования ШРП имеют необходимые клейма и знаки поверки. Вывод: условия эксплуатации объекта соответствуют требованиям промышленной безопасности.

3. Сведения об авариях и инцидентах, связанных с эксплуатацией объекта ЭПБ. Документально зафиксированные сведения об авариях и инцидентах, связанных с эксплуатацией объекта отсутствуют.

4. Результаты наружного и внутреннего осмотра оборудования объекта ЭПБ. По результатам наружного и внутреннего осмотра оборудования объекта, выполненного в соответствии с требованиями индивидуальной программы технического диагностирования объекта, видимых недопустимых дефектов в элементах оборудования, а также в конструктивных элементах металлического шкафа не обнаружено. Антикоррозионное покрытие оборудования не имеет повреждений и разрушений.

5. Результаты неразрушающего контроля объекта ЭПБ.

I. По результатам визуального контроля установлено: а) видимых недопустимых дефектов в элементах оборудования не обнаружено; б) антикоррозионное покрытие оборудования не имеет повреждений и разрушений.

II. По результатам измерительного контроля: а) форма и размеры сварных швов элементов газопроводов соответствуют требованиям ГОСТ 16037-80 [5]. Видимых недопустимых дефектов в сварных соединениях и основном металле элементов оборудования объекта не обнаружено.

По результатам толщинометрии элементов оборудования объекта, проконтролированных в объеме требований индивидуальной программы технического диагностирования объекта, установлены измеренные значения минимальных остаточных толщин трубных элементов объекта ЭПБ удовлетворяют нормам. По результатам ультразвуковой дефектоскопии стыковых сварных соединений объекта, проконтролированных в объеме требований индивидуальной программы технического диагностирования объекта, дефектов не зафиксировано. Проконтролированные участки сварных соединений признаны годными. По результатам цветной дефектоскопии угловых сварных соединений и основного металла объекта ЭПБ, проконтролированных в объеме требований индивидуальной программы технического диагностирования объекта, дефектов не зафиксировано. Проконтролированные участки угловых сварных соединений и основного металла признаны годными.

6. Анализ результатов электрических измерений объекта ЭПБ. По результатам анализа результатов электрических измерений объекта ЭПБ установлено: 1) сопротивление заземляющего устройства составляет величину не более 4 Ом, что удовлетворяет требованиями «Правил устройства электроустановок»; 2) сопротивление переходных контактов в цепи заземления составляет величину не более 0,05 Ом.

7. Контроль функционирования оборудования объекта ЭПБ. Рабочие параметры настройки оборудования соответствуют заданным параметрам, указанным в технической документации. Функциональное состояние каждой единицы оборудования признано работоспособным. Общее функциональное состояние оборудования объекта оценивается как работоспособное.

8. Результаты испытания объекта на герметичность. При проведении испытания на герметичность в зоне сварных, фланцевых и резьбовых соединений, а также сальниковых уплотнений запорной арматуры и резиновых уплотнений регуляторов давления газа (крышки с корпусом) утечек газа не выявлено. Результаты испытания объекта на герметичность признаны положительными.

9. Расчет на прочность и расчет остаточного срока службы. Расчет на прочТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

ность не проводился, так как утонение стенки на участках с минимальными значениями измеренных толщин не превышает величину более 15% по сравнению с паспортным (номинальным) значением толщины.

Ha основании анализа результатов проведенной экспертизы промышленной безопасности и выполненных расчетов сделаны следующие выводы о техническом состоянии объекта экспертизы. Техническое устройство, применяемое на опасном производственном объекте – газорегуляторный пункт шкафный (ШРП) для газификации – соответствует требованиям промышленной безопасности. Техническое состояние газорегуляторного пункта шкафного (ШРП) – работоспособное. Принятый остаточный срок службы газорегуляторного пункта шкафного (ШРП) составляет пять лет. Эксплуатирующей организации рекомендуется, по истечении установленного остаточного срока службы (5 лет), обеспечить проведение экспертизы промышленной безопасности газорегуляторного пункта шкафного (ШРП) для газификации котельной. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. Постановление Правительства РФ от 29 октября 2010 года № 870 «Об утверждении технического регламента о безопасности сетей газораспределения и газопотребления».

4. Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 ноября 2013 года № 542 об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления».

5. ГОСТ 16037-80 «Соединения сварные стальных трубопроводов. Основные типы, конструктивные элементы и размеры» (утвержден постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24 апреля 1980 года № 1876).

255

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Заключение по результатам обследования металлической дымовой промышленной трубы котельной Даниил ПОРОХИН, эксперт ООО «Промэнергоэкспертиза» Виталий ТИМОХИН, генеральный директор ООО «ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ» Юрий ДАШКЕВИЧ, директор ООО «ОРДЭК» Андрей БОЧАРОВ, эксперт ООО «Экспертиза и Безопасность» Ирина ПИРОЖКОВА, главный инженер ООО «СтройИмпульс»

Целью обследования металлической дымовой промышленной трубы котельной является определение соответствия требованиям нормативнотехнической документации, определение технического состояния, определение сроков и условий дальнейшей эксплуатации. Ключевые слова: техническое состояние, оценка соответствия, металлическая дымовая труба.

Р

аботы по обследованию металлической дымовой промышленной трубы котельной проводятся на основании следующих документов: ■ Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ [1]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Ростехнадзора от 14 ноября 2013 года № 538 [2]. Промышленная металлическая дымовая труба котельной предназначена для создания необходимого разряжения в топках и отвода дымовых газов от котлов, вырабатывающих теплоноситель для отопления и горячего водоснабжения потребителя. Технические характеристики трубы приведены в таблице 1. Местоположение объекта согласно СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» [3] относится к климатическому району II В. Нормативное значение веса снегового покрова согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования» [4] для IV снегового района со-

256

ставляет 240 кгс/м2. Нормативное значение ветрового давления согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования» [4] для I ветрового района – 23 кгс/м2. Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,98, – минус 33 °С. Температура наружного воздуха наиболее холодных суток, обеспеченностью 0,98, – минус 39 °С. Район строительства – несейсмичный, согласно СП 14.13330.2011 «Строительство в сейсмических районах» [5]. Основными разрушающими факторами, воздействующими на строительные конструкции трубы, являются атмосферные воздействия (дождь, снег, ветер и др.), воздействие уходящих газов. Анализ технической документации и условий эксплуатации дымовой трубы. При анализе технической документации и условий эксплуатации дымовой трубы отклонений в режимах и условиях эксплуатации дымовой трубы не установлено. Характеристика трубы и ее основные параметры соответствуют проекту и паспорту. Примененные конструктивные решения и строительные

материалы соответствуют требованиям действующих нормативных документов. Фактические режимы эксплуатации трубы соответствуют требованиям действующих нормативных документов. Визуальное обследование дымовой трубы. При визуальном обследовании дефекты и повреждения основных несущих конструкций трубы, представляющие непосредственную опасность разрушения, не обнаружены. Обнаружены дефекты категории «В», которые при последующем развитии не могут оказать влияния на основные несущие конструкции трубы. Дефектов, влияющих на снижение прочности и устойчивости основных несущих конструкций и требующих экстренного вывода трубы из эксплуатации, не выявлено. Измерение сопротивления контура молниезащиты. Величина сопротивления контура молниезащиты соответствует требованиям действующих нормативных документов. Геодезические измерения крена и наблюдения за осадками фундамента трубы. Величина крена трубы соответствует требованиям действующих нормативных документов. Неравномерной осадки фундамента не обнаружено. Определение физико-механических свойств материалов дымовой трубы неразрушающими методами контроля. Материалы несущих строительных конструкций соответствуют государственным стандартам и строительным нормам. Фактические физико-механических свойства материалов конструкций трубы соответствуют требованиям действующих нормативных документов. Причины образования дефектов и повреждений. К основным причинам образования дефектов и повреждений строительных конструкций следует отнести: дефекты монтажа, атмосферные воздействия, старение материала, агрессивное воздействие уходящих дымовых газов, отсутствие должного контроля за состояни-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

ем строительных конструкций и своевременных ремонтно-восстановительных мероприятий. Расчет несущей способности ствола и несущих конструкций трубы и оценка остаточного ресурса трубы. По результатам проведенного всестороннего обследования и произведенных расчетов установлено, что несущая способность ствола и несущих конструкций металлической дымовой промышленной трубы котельной цеха достаточна для восприятия действующих эксплуатационных нагрузок. У трубы нет какихлибо существенных, влияющих на несущую способность или устойчивость повреждений. Труба не находится в состоянии, опасном для дальнейшей эксплуатации. Согласно результатам обследования и по совокупности дефектов и повреждений состояние отдельных конструктивных элементов трубы оценено как: ■ фундамент – работоспособное; ■ ствол – работоспособное; ■ газоход – работоспособное; ■ металлоконструкции – работоспособное. По совокупности дефектов и повреждений техническое состояние трубы следует оценивать как работоспособное. Прогнозируя дальнейшее снижение несущей способности дымовой трубы, по результатам уточненных фактических и прогнозируемых нагрузок и воздействий, учитывая степень ответственности сооружения, организацию его технического обслуживания и эксплуатации, принимаем решение о продлении срока безопасной эксплуатации на пять лет в установленном технологическом режиме. Результаты проведенной экспертизы промышленной безопасности показали, что объект экспертизы – металлическая дымовая промышленная труба котельной цеха – соответствует требованиям промышленной безопасности. Результаты обследования показывают, что основные дефекты конструкций образовались в результате низкого качества строительно-монтажных работ, длительного неблагоприятного воздействия технологической и окружающей сред, отсутствие должного контроля за состоянием строительных конструкций и своевременных ремонтновосстановительных мероприятий. Результаты обследования показывают, что поврежденные несущие строительные конструкции трубы пригодны к восстановлению. Режимные карты просрочены. Необходимо провести режимноналадочные испытания котлов с со-

Таблица 1 Характеристики

Данные Ствол дымовой трубы

Высота трубы, м

15,500

Диаметр трубы, мм

377

Толщина стенки, мм

8,0

Материал

Сталь Ст3 – ГОСТ 380-88

Опорные ребра

8 опорных ребер толщиной 12 мм высотой 700 мм

Способ крепления дымовой трубы к фундаменту

Опорная плита 1 0001 00020 мм и 8 анкерных болта М20 Фундамент

Конструктивное решение

Фундамент стаканного типа, с размерами в плане 1 0001 000 мм, высотой стакана 2 670 мм, глубина заложения – 2 170 мм, плита размерами 1 0001 000300 мм

Материал

Бетон класса В12,5 Вантовые вытяжки

Кол-во, шт.

3

Конструкция

Состоят из звеньев диаметром 16 мм

Отметка крепления, м

+15,070 м (от верхнего обреза фундамента) Газоходы

Количество штук

1 проем

Способ прокладки

Надземный, на отм. + 5,233 м от верхнего обреза фундамента

Материал

сталь Ст3 – ГОСТ 380-88 Молниезащита

Молниеприемник

–

Заземляющий контур

2 полосы 255 мм далее из 4-х электродов

ставлением новых режимных карт, в соответствии с которыми должна производиться работа котлов. Не допускать работы котлов на пониженных параметрах. Особое внимание уделить обеспечению полного сгорания топлива в теплотехнических агрегатах, исключающему горение газов в газоходах и трубе, герметичности дымового тракта, в том числе предохранительных клапанов, шиберов и регулирующих заслонок. Ежегодно весной производить проверку контура молниезащиты. Ежегодно, до начала грозового сезона, должна быть проверена исправность молниезащиты от молниеприемников до контура заземления. Во избежание неравномерной осадки оснований фундаментов трубы следить за исправным состоянием отмостки по периметру трубы. Для обеспечения возможности дальнейшей безопасной эксплуатации строительных конструкций обследуемой дымовой трубы, необходимо провести текущий ремонт согласно плаТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

ну ответственного по ведению надзора за техническим состоянием и безопасной эксплуатацией трубы. План проведения текущего ремонта согласовать с экспертной организацией. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. СП 131.13330.2012 «Строительная климатология».

4. СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования».

5. СП 14.13330.2011 «Строительство в сейсмических районах».

257

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Программа технического диагностирования трубопроводов теплоснабжения жилого комплекса Фанис НАБИУЛЛИН, заместитель директора по экспертно-диагностической деятельности филиала ООО «КЭР-Инжиниринг» – «КЭР-Наладка» Андрей ВАСИЛЕНКО, главный инженер ООО «Специализированное предприятие по кранам «КРАН-РЕМОНТ» Александр КАРПОВ, эксперт ООО «Компания «Магадан-Проект» Рустам МИННИАХМЕТОВ, главный инженер ООО «НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ – ДЕФЕКТОСКОПИЯ – СПЕКТР ГРАМ» Юрий ТАТАРИНЦЕВ, эксперт ООО «РТП «Техноком»

Основной задачей настоящей программы является определение технического состояния объекта на момент проведения диагностирования и соответствия его требованиям нормативно-технической документации. А также поиск мест дефектов и повреждений, определение причин неисправностей и отказов, с рекомендацией методов и средств восстановления работоспособности объекта, отработавшего установленный срок эксплуатации. Итогом диагностирования должна быть выдача заключения о возможности и условиях дальнейшей безопасной эксплуатации объекта на расчетный период. Ключевые слова: обследование, техническое состояние, степень повреждения, дефекты, трубопровод теплоснабжения.

В

ведение. В соответствии с Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ экспертизе промышленной безопасности подлежат технические устройства, применяемые на опасном производственном объекте, при проведении экспертизы промышленной безопасности в обязательном порядке проводится техническое диагностирование объекта. Цель проведения технического диагностирования.

1. Оценка соответствия объекта диагностирования предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности.

2. Определение технического состояния объекта на текущий момент и соответствия требованиям нормативнотехнической документации, поиск мест дефектов и повреждений, определение причин неисправностей и отказов, с рекомендацией методов и средств восстановления работоспособности объекта,

258

отработавшего установленный срок эксплуатации.

3. Выдача заключения о возможности и условиях дальнейшей, безопасной эксплуатации на определенный период. Программа технического диагностирования распространяется на подающий и обратный трубопроводы теплоснабжения жилого комплекса. Программа разработана в соответствии с ФНП «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», СО 153-34.17.464-2003 «Инструкция по продлению срока службы трубопроводов II, III, IV категорий». Анализ технической документации.

1.1. Ознакомление с проектной и монтажной документацией на трубопровод, сбор информации о проектных данных, анализ исполнительной документации.

1.2. Анализ конструктивных особенностей трубопроводной системы и имеющейся информации по материалам и

технологии изготовления деталей трубопровода и его монтажа. При анализе конструкции трубопровода необходимо обратить внимание на следующее: ■ основные размеры и материалы изготовления труб и фасонных элементов; ■ способ изготовления прямых труб и фасонных элементов; ■ способ изготовления примененных криволинейных элементов; ■ способ изготовления тройниковых ответвлений; ■ способ изготовления корпусов арматуры с Dу 150 мм и более; ■ тип примененных опор и подвесок, места их размещения и способ закрепления на трубах – приварные или хомутовые; ■ наличие дренажных ответвлений и воздушников; ■ наличие и тип компенсаторов тепловых перемещений. Техническое диагностирование.

1. См. таблицу 1.

2. При обнаружении дефектов, превышающих требования НТД и ТУ на изготовление, а также независимо от наличия дефектов для прямых труб и отводов, следует выполнить поверочный расчет на прочность с учетом их фактической толщины стенки, в соответствии с требованиями РД 10-249-98.

3. Дефекты сварных соединений, превышающие допустимые нормы по РД 153-34.1003-01 подлежат исправлению. Ремонтные сварные соединения подлежат повторному контролю методом ВИК и УЗК.

4. После завершения работ по техническому диагностированию должно быть проведено гидравлическое испытание тепловодов. Давление гидравлического испытания должно составлять Рh=1,25Р. Температура воды должна быть не менее 15 °С и не более 40 °С, время выдержки под пробным давлением – не менее 10 минут. Выводы по итогам технического диагностирования. На основании анализа результатов технического диагностирования, проектной, монтажной, ремонтной документации, поверочных расчетов на прочность, а так-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Таблица 1. 1. Объемы неразрушающего контроля при техническом диагностировании*. Элементы трубопровода

Методы контроля

Объем контроля

1

2

3

4

ВИК

100%

Проверка состояния изоляции и внешнего кожуха. Проверка соответствия трассировки трубопровода монтажно-сборочному чертежу (исполнительной схеме), замер отсутствующих геометрических размеров трассы. На схеме трубопровода должны быть указаны сварные швы, дренажи, воздушники, опоры и подвески и выполнена их привязка к геометрии трассы. Расположение сварных швов в труднодоступных местах указывается ориентировочно с учетом строительной длины прямых труб и наличия фасонных элементов. Ревизия опорно-подвесной системы трубопровода с проверкой исправности опор и подвесок (качество сварных швов конструкций опор скольжения и неподвижных опор, отсутствие обрывов тяг и разрушения пружин подвесок). Проверка состояния арматуры: комплектность крепежных деталей (шпилек, болтов, гаек) фланцевых соединений, крышки и уплотнений шпинделя, отсутствие следов коррозии и подтекания конденсата

ВИК

Не менее 15%

Контроль проводят на криволинейных элементах с   108 мм

ИК

По 2 гиба для каждого типоразмера

К штампованным, литым и секторным коленам не относится

УЗТ

Не менее – 5% для каждого типоразмера. Крутоизогнутые и секторные колена не менее 15%, но не менее 2 для каждого типоразмера

Для трубопроводов, не введенных в эксплуатацию, контроль толщины стенки проводят для подтверждения сертификатных данных. Измерения толщины стенки элементов трубопровода проводить на расстоянии 100 мм от стыковых сварных соединений

ВИК

Участки длиной  500 мм

Контролю подлежат участки в местах примыкания элементов: колен, тройников, переходов, неподвижных опор, площадок, прохода т/п через стенки и т.п.

УЗТ

Не менее 5 сечений на каждые 200 м трасы

Для трубопроводов, не введенных в эксплуатацию, контроль толщины стенки проводят для подтверждения сертификатных данных. Измерения толщины стенки элементов трубопровода проводить на расстоянии 100 мм от стыковых сварных соединений

ВИК

100%

Контролю подлежат участки в местах примыкания элементов: колен, тройников, переходов, корпусов арматур, компенсаторов, заглушек, неподвижных опор

УЗК (стыковые труба с трубой)

Не менее 15%

При обнаружении недопустимых дефектов, объем контроля увеличить в два раза. При повторном обнаружении недопустимых дефектов, объем контроля довести до 100%

ВИК

Не менее одного участка

Допускается производить внутренний осмотр через специальное отверстие в стенке трубы

ВИК

100%

В случае наличия выборок основного металла и сварных соединений

МПД

100%

Сомнительные участки по результатам ВИК. Зоны выборок, включая примыкающую зону шириной, не менее 30 мм

ТВ

Прямые трубы и отводы

На расстоянии не менее 100 мм от сварных соединений

Наружный осмотр т/п

Криволинейные элементы (гибы, отводы)

Прямые участки

Сварные соединения (стыковые и угловые) Внутренняя поверхность Зоны выборок Наружная поверхность

Особенности контроля

* Объемы неразрушающего контроля на трубопроводы теплоснабжения выполняются индивидуально для подающей и обратной линии же оценки остаточного ресурса устанавливается соответствие объекта требованиям промышленной безопасности, возможность, сроки и параметры дальнейшей эксплуатации. По итогам технического диагностирования оформляется заключение экспертизы ПБ. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116ФЗ (в действующей редакции).

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, ра-

ботающее под избыточным давлением», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 марта 2014 года № 116. Зарегистрированы Минюстом России 19 мая 2014 года, per. № 32326.

3. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».

4. ГОСТ 14782-86 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые».

5. РД 34.17.302-97 (ОП 501 ЦД-97) «Котлы паровые и водогрейные. Трубопроводы пара и горячей воды, сосуды. Сварные соединения. Контроль качества. Ультразвуковой контроль. Основные положения».

6. ГОСТ 21105-87 «Контроль неразрушающий. Магнитопоршковый метод».

7. ГОСТ 28702-90 «Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые. Общие технические требования».

8. ГОСТ 20415-82 «Контроль неразрушающий. Методы акустические. Общее положение».

9. ГОСТ 22761-77 «Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Бринеллю переносными твердомерами статического действия».

10. РД 03-421-01 «Методические указания по ведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов».

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

259

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Техническое диагностирование ленточного конвейера № 2 CONTINENTAL CONVEYOR LIMITED Фанис НАБИУЛЛИН, заместитель директора по экспертно-диагностической деятельности филиала ООО «КЭР-Инжиниринг» – «КЭР-Наладка» Андрей ВАСИЛЕНКО, главный инженер ООО «Специализированное предприятие по кранам «КРАН-РЕМОНТ» Александр КАРПОВ, эксперт ООО «Компания «Магадан-Проект» Рустам МИННИАХМЕТОВ, главный инженер ООО «НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ – ДЕФЕКТОСКОПИЯ – СПЕКТР ГРАМ» Юрий ТАТАРИНЦЕВ, эксперт ООО «РТП «Техноком»

Статья посвящена обследованию технического состояния опасного производственного объекта на примере ленточного конвейера. Основной задачей обследования опасного производственного объекта является определение технического состояния эксплуатируемых конструкций и оценка его эксплуатационной пригодности. Итогом диагностирования является заключение на соответствие объекта требованиям промышленной безопасности и возможные рекомендации по приведению объекта в соответствие с требованиями нормативной документации. Ключевые слова: техническое диагностирование, техническое состояние, степень повреждения, дефекты, диагностирование, ленточный конвейер.

Ц

ель проведения диагностирования. Оценка соответствия технического устройства требованиям нормативных документов по промышленной безопасности Российской Федерации, в части обеспечения владельцем его безопасной эксплуатации в составе технологического оборудования горнообогатительного комбината. Характеристика, назначение и краткое описание объекта. Ленточные конвейеры Continental Conveyor Limited (рис. 1) представляют собой транспортирующие устройства непрерывного действия, несущим и тяговым органом которых является гибкая бесконечная лента. Ленточные конвейеры Continental Conveyor Limited предназначены для перемещения сыпучих, кусковых и штучных грузов в горизонтальном и наклонном направлениях.

260

Данный конвейер изготовлен специально для транспортировки дробленой руды на ГОКе от разгрузочного конвейера № 1 (конвейер разгрузки дробилки) до склада дробленой руды. Схема размещения и взаимодействия между собой приводного, концевого, натяжного и промежуточных барабанов представлена на рисунке 2. Сведения о технологии сварки, сварочных материалах, примененных при изготовлении и монтаже ленточного конвейера № 2 Continental Conveyor Limited. Способ соединения элементов ленточного конвейера № 2 Continental Conveyor Limited: Несущая рама – сварка двухсторонняя полуавтоматическая Загрузочный бункер с желобом – сварка полуавтоматическая Монтажное соединение несущей рамы, на которой крепятся роликовые опоры стенки – сварка полуавтоматическая

Данные о режиме эксплуатации ленточного конвейера № 2 Continental Conveyor Limited: ■ цикл непрерывный, режим круглогодичный. Характеристика проводимых ранее ремонтов (когда, по какой причине, какие дефекты и как устранялись с данными по примененным материалам): ■ за период эксплуатации ленточного конвейера № 2 Continental Conveyor Limited производились ремонтно-сварочные работы, связанные с устранением дефектов конвейерного става, состоящего из отдельных секций, изготовленных из сваренных между собой швеллеров, путем установки накладок на дефектные места. Документация о произведенных ремонтах и причинах ремонта отсутствует. Техническое диагностирование оборудования Техническое обслуживание и ремонт оборудования производятся в соответствии с графиком планово-предупредительных ремонтов. Оборудование обслуживается обученным и аттестованным персоналом, рабочие инструкции для обслуживающего персонала имеются.

1. Итоги визуального осмотра и сопутствующих измерений. В результате обследования ленточного конвейера № 2 Continental Conveyor Limited и на основании актов визуальноизмерительного контроля установлено:

Рис. 1. Общий вид конвейера

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

■ отклонения от вертикали конвейерного става, ленточного конвейера № 2 Continental Conveyor Limited – не имеет; ■ ленточный конвейер № 2 Continental Conveyor Limited резиновая лента повреждений не имеет; ■ приводной, концевой, натяжной и промежуточный барабаны – дефектов не имеют. Проверкой технического состояния металлических конструкций ленточного конвейера № 2 Continental Conveyor Limited установлено: ■ трещины в основном металле металлоконструкций конвейерного става, сварных швах и околошовной зоне – отсутствуют; ■ механические повреждения роликовых опор – отсутствуют; ■ расслоения основного металла – отсутствуют. Сварные швы ленточного конвейера № 2 Continental Conveyor Limited стыковые двухсторонние выполнены полуавтоматической электродуговой сваркой, сварные швы выполнены полуавтоматической электродуговой сваркой. Сварные швы ленточного конвейера № 2 Continental Conveyor Limited поверхностных трещин, подрезов, прожогов, наплывов, кратеров, свищей, пор, раковин не имеют, по внешнему виду и геометрическим параметрам соответствуют ГОСТ 11533-75 «Автоматическая и полуавтоматическая дуговая сварка под флюсом».

■ ослабление болтовых соединений крепления оборудования ленточного конвейера № 2 Continental Conveyor Limited – отсутствует.

2. Проверка технического состояния оборудования, установленного на ленточном конвейере № 2 Continental Conveyor Limited. Ленточный конвейер № 2 Continental Conveyor Limited состоит из следующих узлов: ■ конвейерный став – исправен; ■ роликовые опоры – исправны; ■ приводной, концевой, натяжной и промежуточный барабаны – исправны; ■ редуктор – исправен; ■ электродвигатель – исправен; ■ резиновая лента и ограждения – исправны. Наличие повреждений отдельных узлов и деталей – отсутствуют.

3. Проверка технического состояния электрооборудования. Внешний осмотр электрооборудования осуществлялся в соответствии с действующими инструкциями: ■ осмотр пускозащитной аппарату-

Основные технические данные и характеристика Наименование показателей

Значения

Длина конвейера

73,5 м

Высота подъема

17,7 м

Максимальная производительность

400 т/ч

Скорость движения ленты

1,27 м/с

Тип ленты

3-кордная

Ширина ленты

914 мм

Толщина ленты

16,3 мм

Редуктор: Модель

ТХТ-1024

Передаточное число редуктора

24: 1

Электродвигатель: Мощность

44 кВт

Скорость вращения

1760 об/мин

Напряжение

460 Вт

Частота тока

60 Гц

Рис. 2. Схема конвейера 2

1

7

3

1 – приводной барабан 2 – головной барабан 3 – хвостовой барабан 4 – натяжной барабан 5 – направляющие стойки натяжного барабана 6 – устройство для очистки ленты от грязи 7 – отклоняющие барабаны

6 5

4

ры, кабелей, электродвигателей – состояние исправное; ■ проверка наличия табличек на электродвигателе, знака исполнения и соответствия его фактическим условиям эксплуатации – имеются, соответствует; ■ наличие и затяжка крепежных болтов, исправности вводных устройств, наличия элементов уплотнения и закрепления кабелей, наличия заглушек на неиспользованных кабельных вводах, на электродвигателях – имеется, состояние исправное; ■ оболочки электродвигателей не имеют трещин, сколов и других повреждений – состояние исправное; ■ проверка соответствия фактических схем подключения типовым схемам (марка, площадь сечения и длина прокладки кабелей) – соответствует; ■ нарушение заземления – нет.

4. Проверка состояния систем автоматизации, предупредительной сигнализации, защит, блокировок, приборов и устройств безопасности.

Проверялось: ■ наличие и исправность выключателей защиты от коротких замыканий электродвигателей – имеются; ■ наличие и исправность автоматов цепи управления – имеются, исправны; ■ исправность кнопок и выключателей пульта управления – имеются, исправны. Выводы по результатам проведенного обследования. По результатам обследования и проведенных испытаний ленточного конвейера № 2 Continental Conveyor Limited технологическим оборудованием установлено – техническое состояние ленточного конвейера Continental Conveyor Limited соответствует требованиям нормативно-технических документов Ростехнадзора в области промышленной безопасности, в том числе требованиям Приказа Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 11 декабря 2013 года № 599 «Об утверждении федераль-

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

261

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы ных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых»» и «Правилам применения технических устройств на опасных производственных объектах», утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 25 декабря 1998 года № 1540. По результатам проведенного обследования ленточного конвейера № 2 Continental Conveyor Limited, установлено – состояние ленточного конвейера Continental Conveyor Limited работоспособное. На основании результатов обследования продлить срок дальнейшей эксплуатации ленточного конвейера № 2 Continental Conveyor Limited на 3 (три) года. Очередное обследование ленточного конвейера № 2 Continental Conveyor Limited провести не позднее 10 ноября 2017 года. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ (в действующей редакции).

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. ТР ТС 010/2011 «Технический регламент таможенного союза» «О безопасности машин и оборудования», утвержден решением Комиссии Таможенного союза от 18 октября 2011года № 823.

4. ПБ 03-517-02 «Общие правила промышленной безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов» (ред. от 14 ноября 2013 года).

5. «Правила организации и осуществления производственного контроля за соблюдением требований промышленной безопасности на опасном производственном объекте», утвержденные постановлением Правительства Российской Федерации от 10 марта 1999 года № 263.

6. «Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых». Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 11 декабря 2013 года № 599.

262

Оценка соответствия и технического состояния здания мазутонасосной станции

Даниил ПОРОХИН, эксперт ООО «Промэнергоэкспертиза» Виталий ТИМОХИН, генеральный директор ООО «ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ» Юрий ДАШКЕВИЧ, директор ООО «ОРДЭК» Андрей БОЧАРОВ, эксперт ООО «Экспертиза и Безопасность» Ирина ПИРОЖКОВА, главный инженер ООО «СтройИмпульс»

В данной статье авторами рассмотрена оценка соответствия и технического состояния здания мазутонасосной станции, предъявляемые к нему требованиям промышленной безопасности, установление возможности, условий и срока его безопасной эксплуатации. Ключевые слова: техническое состояние, оценка соответствия, здание.

Р

аботы по оценке соответствия и технического состояния проводятся на основании следующих документов: ■ Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ [1]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Ростехнадзора от 14 ноября 2013 года № 538 [2]. Мазутонасосная станция предназначена для снабжения мазутом котельной. Мазут перекачивается из расходных резервуаров в мазутонасосную, где проходит его очистка от твердого остатка нефтяных фракций и механических примесей. Количество этажей – 1. Общая площадь здания – 24 кв.м. Объемное решение здания – прямоугольник.

Высота до плит перекрытия – 2,8 м. Длина, ширина здания в осях – 4,0� 6,0 м. Дата постройки здания – 1966 год. Местоположение объекта согласно СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» [3] относится к климатическому району II В. Нормативное значение веса снегового покрова согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования» [4] для IV снегового района составляет 240 кгс/м2. Нормативное значение ветрового давления согласно СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования» [4] для I ветрового района – 23 кгс/м2. Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,98, – минус 33 °С. Температура наружного воздуха наиболее холодных суток, обеспеченностью 0,98, – минус 39 °С.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Район строительства – несейсмичный, согласно СП 14.13330.2011 «Строительство в сейсмических районах» [5]. Основными разрушающими факторами, воздействующими на строительные конструкции здания, являются атмосферные воздействия – дождь, снег, ветер и др. Анализ технической документации и условий эксплуатации здания. При анализе технической документации и условий эксплуатации здания мазутонасосной станции отклонений в режимах и условиях эксплуатации не установлено. При анализе результатов осмотров, обследований, технического обслуживания и ремонта здания мазутонасосной станции нарушений не установлено. Документально зафиксированные данные об авариях и инцидентах на опасном производственном объекте за все время эксплуатации отсутствуют. Конструкция здания мазутонасосной станции соответствует требованиям проекта, паспорта и действующих нормативных документов, исходя из анализа возможных аварийных ситуаций. Визуальное обследование здания. При визуальном обследовании здания дефекты и повреждения основных несущих конструкций, представляющие непосредственную опасность разрушения, не обнаружены. Обнаружены дефекты категории «Б», дефекты и повреждения, не грозящие в момент осмотра опасностью разрушений конструкций, но могущие в дальнейшем вызвать повреждения других элементов и узлов или при развитии повреждения перейти в категорию А. Обнаружены дефекты категории «В», которые при последующем развитии не могут оказать влияния на основные несущие конструкции здания. Дефектов, влияющих на снижение прочности и устойчивости основных несущих конструкций и требующих экстренного вывода здания из эксплуатации, не выявлено. У здания нет каких-либо существенных, влияющих на несущую способность сооружения или его устойчивость, дефектов и повреждений. Здание не находится в состоянии, опасном для дальнейшей эксплуатации. Причины образования дефектов и повреждений. К основным причинам образования дефектов и повреждений строительных конструкций следует отнести низкое ка-

чество строительно-монтажных работ, атмосферные воздействия, общий физический износ, отсутствие своевременных ремонтно-восстановительных мероприятий, использование строительных материалов, не удовлетворяющих современным требованиям. Определение прочности материалов здания неразрушающими методами контроля. Материалы несущих строительных конструкций соответствуют государственным стандартам и строительным нормам. Фактические физико-механические свойства материалов конструкций здания мазутонасосной станции соответствуют требованиям действующих нормативных документов. Оценка остаточного ресурса здания по результатам обследования. По результатам проведенного всестороннего обследования и произведенных расчетов установлено, что несущая способность строительных конструкций здания мазутонасосной станции достаточна для восприятия эксплуатационных нагрузок. Дефектов, влияющих на снижение прочности и устойчивости основных несущих конструкций и требующих экстренного вывода здания из эксплуатации, не выявлено. У здания нет каких-либо существенных, влияющих на несущую способность сооружения или его устойчивость, дефектов и повреждений. Здание не находится в состоянии, опасном для дальнейшей эксплуатации. Конструкция здания мазутонасосной станции соответствует требованиям проекта, паспорта и действующих нормативных документов, исходя из анализа возможных аварийных ситуаций. Согласно результатам обследования и по совокупности дефектов и повреждений, состояние отдельных конструктивных элементов здания оценено как: ■ фундаменты – работоспособное; ■ отмостка – ограниченно работоспособное; ■ покрытие и перекрытие – работоспособное; ■ стены – ограниченно работоспособное; ■ лестницы и площадки – работоспособное; ■ кровля – работоспособное; ■ полы – работоспособное; ■ заполнения проемов (оконных, дверных, воротных) – работоспособное. По совокупности дефектов и повреждений техническое состояние здания оценено как ограниченно работоспособное. ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

По результатам проведенного всестороннего обследования, проведенных расчетов, оценки остаточного ресурса установлено, что здание мазутонасосной станции может быть допущено к дальнейшей эксплуатации сроком на пять лет в установленном технологическом режиме с учетом выполнения компенсирующих ремонтно-восстановительных мероприятий. Результаты проведенной экспертизы промышленной безопасности показали, что объект экспертизы – здание мазутонасосной станции – соответствует требованиям промышленной безопасности в полной мере. Результаты обследования показывают, что основные дефекты конструкций образовались в результате низкого качества строительно-монтажных работ, длительного неблагоприятного воздействия технологической и окружающей сред, отсутствия должного контроля за состоянием строительных конструкций и своевременных ремонтновосстановительных мероприятий. Результаты обследования показывают, что поврежденные несущие строительные конструкции пригодны к восстановлению. Для обеспечения возможности дальнейшей безопасной эксплуатации строительных конструкций обследуемого здания мазутонасосной станции необходимо своевременно проводить текущий ремонт согласно плану ответственного по ведению надзора за техническим состоянием и безопасной эксплуатацией здания. Ежемесячно силами службы технического надзора предприятия вести контроль за состоянием строительных конструкций, с записью в техническом журнале по эксплуатации зданий и сооружений. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. СП 131.13330.2012 «Строительная климатология».

4. СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования».

5. СП 14.13330.2011 «Строительство в сейсмических районах».

263

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Заключение по проекту организации работ по ликвидации аммиачно-холодильной установки Алексей РОЖКОВ, эксперт ООО фирма «Инженерный центр» Алексей КУЗОВКИН, эксперт ООО фирма «Инженерный центр» Сергей КОРОЛЕВ, эксперт, специалист НК ООО фирма «Инженерный центр» Анатолий ДОЛГОВ, эксперт ООО фирма «Инженерный центр» Андрей ГОЛОВЕНЬКОВ, эксперт, специалист НК ООО фирма «Инженерный центр»

Целью данной статьи является установление полноты, достоверности и правильности представленной документации, соответствие ее стандартам, нормам и правилам промышленной безопасности. Ключевые слова: техническое устройство, трубопровод, аммиак, проект, аммиачно-холодильная установка.

З

аключение экспертизы составлено в соответствии с требованиями следующих основных нормативных документов: ■ Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ [1]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Порядок осуществления экспертизы промышленной безопасности в химической, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности», утвержденные Приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 октября 2012 года № 584 [3]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности химически опасных производственных объектов», утвержденных Приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 21 ноября 2013 года № 559 [4]. Рабочая документация выполнена организацией, получившей в установлен-

264

ном порядке действующее свидетельство о допуске к работам, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства. Отступлений от требований документов нет. В разработке проектной документации принимали участие аттестованные специалисты. До разработки проектной документации было произведено визуальное обследование производственного помещения аммиачной компрессорной установки и наружной площадки. Проектной документацией не предусматривается демонтаж здания аммиачной компрессорной – предусматривается демонтаж оборудования и трубопроводов. По всему периметру существующей аммиачно-холодильной установки предусматривается выполнить временное ограждение, препятствующее проникновению на территорию компрессорной посторонних лиц и животных. Демонтажные работы предусматривается проводить только в пределах ограждения. После демонтажа действующего оборудования и трубопроводов выполняется демонтаж временного ограждения. Вне огражденной территории на время проведения работ предусмотрено сигнальное ограждение зоны перемещения машин и механизмов, зон перемещения грузов. Ликвидация аммиачно-холодильной установки (АХУ) – опасного производ-

ственного объекта – предусматривается по классической схеме, которая включает следующие операции: ■ слив аммиака в автомобильную цистерну; ■ утилизация аммиака; ■ удаление остатков масла из аммиачной холодильной установки; ■ дегазация аммиачной холодильной установки; ■ демонтаж аммиачной холодильной установки. Перед проведением работ по демонтажу участков трубопроводов и оборудования проектной документацией предусматривается: ■ провести необходимый инструктаж по охране труда и технике безопасности; ■ обозначить местоположение демонтируемых участков оборудования и трубопроводов; ■ освободить АХУ от аммиака и остатков масла; ■ провести дегазацию аммиачной холодильной установки; ■ передать по акту АХУ на демонтаж оборудования и трубопроводов. Выполнение операций по сливу аммиака, его транспортировке и утилизации, а также дегазации аммиачной холодильной установки, проектной документацией предусматривается проводить на договорной основе. Проектной документацией предусматривается следующая последовательность операций по ликвидации оборудования АХУ: ■ основанием для вывода оборудования из эксплуатации является письменное распоряжение главного инженера предприятия; ■ определяется состав бригады для непосредственного выполнения работ и назначается лицо, ответственное за подготовительные работы, а также лицо, непосредственно руководящее работами по ликвидации оборудования АХУ (проводится целевой инструктаж членов бригады); сдача оборудования или части холодильной установки для демонтажа оформляется соответствующим актом; ■ оборудование, входящее в состав установки, останавливается, отглушается от

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

коммуникаций, обесточивается. Зона проведения работ огораживается по периметру сигнальной лентой с вывеской необходимых знаков безопасности; ■ компрессоры останавливаются согласно инструкции по эксплуатации; ■ производится отсос аммиака из сосудов, продувка их воздухом; ■ все работы по демонтажу оборудования на холодильной установке выполняются только при наличии нарядадопуска. Персонал, занятый выполнением работ по демонтажу оборудования, должен иметь средства индивидуальной защиты и знать правила их применения, меры доврачебной помощи. В зоне выполнения работ по демонтажу к применению может допускаться только электрооборудование во взрывозащищенном исполнении, не искрообразующий инструмент и электроосвещение напряжением не более 12 Вт. К электросварочным, газосварочным и другим огневым работам на холодильной установке допускаются только лица, аттестованные в установленном порядке и имеющие удостоверения установленного образца. При ликвидации холодильной установки система освобождается от жидкого аммиака и скопления масла в соответствии с инструкцией по эксплуатации холодильной установки. Жидкий аммиак и масло сливается в дренажный ресивер РД с последующим выпуском масла из него через масло­ сборник. Схема холодильной установки на данном предприятии предусматривает возможность отсоса паров аммиака из любого аппарата установки, удаления жидкого аммиака в дренажный ресивер, выпуск масла из аппаратов через маслосборник. На дренажном ресивере установлено реле уровня, контролирующее максимальный и минимальный уровень аммиака в ресивере. При достижении указанных уровней включается световая сигнализация. Предохранительный клапан на дренажном ресивере отрегулирован на давление открытия 1,2 МПа. Слив аммиака из дренажного ресивера по проектной документации осуществляется в автомобильную цистерну. Удаление аммиака из аппаратов происходит за счет разности давлений, для чего в ресивере давление понижается до Р = 0,25 МПа, а в аппарате повышается до максимального 1 МПа. Порядок освобождения оборудования от хладагента установлен в инструкции по его обслуживанию. Подготовка к сливу жидкого аммиа-

При ликвидации холодильной установки система освобождается от жидкого аммиака и скопления масла в соответствии с инструкцией по эксплуатации холодильной установки ка в организации проводится под руководством инженерно-технического работника, назначенного приказом по организации. Количество аммиака в аппаратах холодильной установки – общий объем аммиака в системе – 10000 кг. Гибкие шланги, предназначенные для аммиака, применяются при проведении операций слива аммиака – при освобождении трубопроводов, аппаратов, фильтров от остатков аммиака, масла. Подключение гибких шлангов для выполнения вспомогательных операций допускается только на период проведения этих работ. Соединение шлангов с трубопроводом осуществляется с помощью стандартной арматуры. Слив масла осуществляется в дренажный ресивер с последующим выпуском масла из него через маслосборник. Из маслосборников оно выпускается при давлении не более чем на 0,01–0,02 МПа (0,1–0,2 кг/см2) выше атмосферного после отсасывания паров аммиака через устройство для отделения жидкости. Выпуск масла из сосудов (аппаратов) непосредственно в открытую емкость, минуя маслосборник, не допускается. Масло из маслоотделителей и аппаратов перепускается в маслосборник. На маслосборнике установлен мановакуумметр. Система выпуска масла полностью исключает контакт персонала со средой в системе. При выпуске масла обслуживающий персонал должен пользоваться противогазом и резиновыми перчатками, а также постоянно наблюдать за процессом выпуска. Дегазация аммиачной холодильной установки после удаления аммиака проводится продувкой инертным газом (азотом) для полного удаления аммиака. Для продувки оборудования и трубопроводов используется инертный газ (азот) по ГОСТ 9293-74 [5]. Аппараты со взрывопожароопасными продуктами оборудуются устройствами для подключения линий инертного газа. Подача инертного газа (азота) для продувки аппаратов, трубопроводов должна осуществляться по специальному трубопроводу с возможностью подключения его к системе АХУ через специальный вентиль. Для производств, имеющих в своем составе технологические блоки III ка-

тегории взрывоопасности, предусматривается дистанционное, неавтоматическое управление подачей инертных сред. Требуемый объем инертного газа – 5,42 м3 – определяется исходя из количества аппаратов, их вместимости, длительности использования инертного газа. Контроль эффективности продувки осуществляется по содержанию горючих веществ в отходящих газах с учетом конкретных условий проведения процесса продувки методом периодического отбора проб. Освобожденная от аммиака холодильная установка продувается инертным газом и дополнительно заполняется воздухом под атмосферным давлением. Далее проводятся операции по демонтажу оборудования и трубопроводов аммиачной холодильной установки. Демонтаж оборудования и трубопроводов существующей аммиачно-холодильной установки производится с помощью газовой или плазменной резки. При производстве сварочных работ и резке металлов должны быть выполнены соответствующие требования ПОТ РМ-020-2001 [6] и инструкции по организации безопасного проведения огневых работ на взрывоопасных и взрывопожароопасных объектах. Обязательным является наличие письменного разрешения на проведение огневых и газоопасных работ, оформленного в установленном порядке. В связи с тем, что разборка оборудования и трубопроводов производится в стесненных условиях, применение экскаватора, автокрана не допускается. Разборка фундаментов производится с использованием ручных электрических или пневматических машин (перфораторов, с отрезным диском, сверлильных) и термических средств (газорезчиков и т.д.). Работы по демонтажу подводящих и отводящих участков трубопроводов включают: ■ демонтаж арматуры; ■ газовая резка трубопроводов на отрезки; ■ подъем резаных труб и укладка на площадку складирования с помощью погрузчика; ■ погрузка резаных труб на автомобиль; ■ вывоз труб и снятого изоляционного покрытия. Работы по демонтажу оборудования включают:

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

265

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы ■ газовую резку оборудования на фрагменты; ■ подъем фрагментов оборудования и укладка на площадку складирования с помощью тали электрической и погрузчика; ■ вывоз оборудования и снятого изоляционного покрытия; ■ демонтаж фундаментов под оборудование; ■ вывоз строительного мусора. По окончании работ полного освобождения АХУ составляется акт. На основании вышеизложенного, рассмотрев и проанализировав представленные документы, убедившись в их подлинности, установлено, что проектная документация «Проект организации работ по ликвидации аммиачно-холодильной установки (опасного производственного объекта)» выполнена согласно требованиям Норм и Правил Промышленной Безопасности. По результатам экспертизы возможно принятие решения о начале ликвидации опасного производственного объекта. Проектная документация рекомендуется для внедрения. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Порядок осуществления экспертизы промышленной безопасности в химической, нефтехимической и нефтегазоперерабатывающей промышленности», утвержденные Приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 октября 2012 года № 584.

4. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности химически опасных производственных объектов», утвержденных Приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 21 ноября 2013 года № 559.

5. ГОСТ 9293-74 «Азот газообразный и жидкий. Технические условия».

6. ПОТ РМ-020-2001 «Межотраслевые правила по охране труда при электро– и газосварочных работах».

266

Техническое диагностирование выходных коллекторов Фанис НАБИУЛЛИН, заместитель директора по экспертно-диагностической деятельности филиала ООО «КЭР Инжиниринг» «КЭР-Наладка» Андрей ВАСИЛЕНКО, главный инженер ООО «Специализированное предприятие по кранам «КРАН-РЕМОНТ» Александр КАРПОВ, эксперт ООО «Компания «Магадан-Проект» Рустам МИННИАХМЕТОВ, главный инженер ООО «НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ – ДЕФЕКТОСКОПИЯ – СПЕКТР ГРАМ» Юрий ТАТАРИНЦЕВ, эксперт ООО «РТП «Техноком»

В данной статье авторами рассмотрено техническое диагностирование выходных коллекторов КПП-1, КПП-2 котла ПК-47-5 с целью установления соответствия технического устройства, отработавшего расчетный срок службы, требованиям промышленной безопасности, определения возможности и условий дальнейшей эксплуатации. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, выходные коллекторы, котел, расчетный срок службы.

Ц

елью проведения диагностирования является установление соответствия объекта диагностирования требованиям промышленной безопасности, а также определение возможности, сроков и условий его дальнейшей эксплуатации. Техническое диагностирование выходных коллекторов конвективного пароперегревателя первой ступени и конвективного пароперегревателя второй ступени (КПП-1, КПП-2 – здесь и далее по тексту) парового котла ПК-47-5 корпусов «А» и «Б», блока ст. № 8, проведено на основании: 1) Федерального закона 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [1]; 2) Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» [2]; 3) Федеральных норм и правил в об-

ласти промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» [3]; 4) РД 10-577-03 «Типовая инструкция по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций» [4]; 5) СО 153 34.17.470-2003 «Инструкция о порядке обследования и продления срока службы паропроводов сверх паркового ресурса» [5]. Краткая характеристика объекта и анализ технической документации: ■ тип котла – ПК-47-5; ■ дата изготовления – 1969 год; ■ дата ввода в эксплуатацию – 1970 год; ■ завод-изготовитель – Подольский завод им. Орджоникидзе; ■ заводской номер – 18;

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

■ расчетные (проектные) технические характеристики: а) расчетное (рабочее) давление пара из пароперегревателя – 14,0 МПа (140 кгс/см2); б) расчетное (рабочее) давление пара из вторичного пароперегревателя – 2,5 МПа (25 кгс/см2); в) расчетная (рабочая) температура перегретого пара – 545 °С; г) расчетная (рабочая) температура перегретого пара из вторичного пароперегревателя – 545°С; д) производительность: острого пара – 640 т/час, промперегревателя – 544 т/час; ■ наработка и количество пусков котла на момент обследования: корпус «А» ■ 232 028 часов, 472 пуска; корпус «Б» – 228 572 часа, 543 пуска; ■ назначение – паровой котел ПК-47-5 предназначен для выработки перегретого пара с давлением 140 кгс/см2, температурой 545 °С и вторично перегретого пара с давлением 25 кгс/см2, температурой 545 °С. Расчетные параметры пара в коллекторах представлены в таблице 1. Основные размеры и материалы коллекторов представлены в таблице № 2. Сведения о наработке и парковом ресурсе выходных коллекторов КПП-1, КПП-2 представлены в таблице 3. Краткое описание конструктивных особенностей котла Котел высокого давления с промперегревом, прямоточный, двухкорпусной, закрытой П-образной компоновки, с уравновешенной тягой. Оба корпуса имеют одинаковую конструкцию. Котел состоит из труб поверхностей нагрева и коллекторов и перепускных труб между коллекторами. Топочная камера каждого корпуса прямоугольная, полностью экранированная. Экраны выполнены из труб путем горизонтальноподъемной их навивки по системе Рамзина и образуют нижнюю (НРЧ), среднюю (СРЧ) и верхнюю (ВРЧ) радиационные части. В двух конвективных шахтах последовательно по ходу газов расположены пакеты пароперегревателей высокого давления и промперегревателя, переходная зона и экономайзер. Среда высокого давления, от входа в котел до выхода из него, движется четырьмя (по два на корпус) неперемешивающимися автономно регулируемыми потоками, среда низкого давления – четырьмя параллельными потоками (по два на корпус). Регулирование температуры пара высокого давления производится двумя впрысками питательной воды (№ 2, 3), регулирование тем-

Таблица 1 Пароперегреватель (ПП)

Давление, МПа

Температура, °С

Выходные коллекторы КПП-1 (корпуса «А» и «Б»)

15,6

518

Выходные коллекторы КПП-2 (корпуса «А» и «Б»)

14,0

545

Таблица 2 Наименование элементов

Наружный диаметр, мм

Толщина стенки, мм

Длина, мм

Марка стали

Выходные коллекторы КПП-1 (корпуса «А» и «Б»)

426

60

9020

15Х1М1Ф

Выходные коллекторы КПП-2 (корпуса «А» и «Б»)

426

60

9020

15Х1М1Ф

Сведения о сварке автоматическая встык, эл-ды ФЦ-11, проволока СВ-08 ХМФ ГОСТ 2246-70

Таблица 3 Коллектор пароперегревателя (ПП)

Марка стали

Выходной коллектор КПП-1 (корпус «А») Выходной коллектор КПП-1 (корпус «Б») Выходной коллектор КПП-2 (корпус «А»)

Расчетная температура, °С

Наработка, часы

Парковый ресурс, часы

232 028 518 228 572 200 000

15Х1М1Ф

Выходной коллектор КПП-2 (корпус «Б»)

232 028 545 228 572

пературы вторичного перегретого пара производится впрыском № 2, а также арматурой на байпасных паропроводах ППТО. При аварийном повышении температуры вторичного пара на выходе из котла включается в работу аварийный впрыск № 4. Результаты проведенного диагностирования При проведении технического диагностирования выходных коллекторов КПП-1, КПП-2 котла были выполнены следующие работы.

1. Анализ эксплуатационно-технической документации. В результате анализа эксплуатационно-технической документации и условий эксплуатации котла ПК47-5 блока ст. № 8, установлено: ■ техническая документация по эксплуатации и контролю соответствует требованиям Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» [3]; ■ в паспорте на котел сведения об авариях и нарушениях эксплуатационных режимов отсутствуют; ■ средние параметры острого пара на выходе из котла, представленные по форме 3-тех, за весь период эксплуатации составили: по корпусу «А» – t =

527,5 °С, Р = 128,1 кгс/см2, по корпусу «Б» – t = 528,7 °С, Р = 128,1 кгс/см2.

2. Проверка технического состояния опорно-подвесной системы выходных коллекторов КПП-1, КПП-2 котла в рабочем (горячем) и холодном состоянии. Дефектов опорно-подвесной системы не зафиксировано.

3. Визуальный и измерительный контроль сварных соединений и внутренней поверхности коллекторов котла. Дефектов не зафиксировано.

4. Измерительный контроль остаточной деформации коллекторов. Максимальное значение остаточной деформации коллекторов составляет 0,37%, что не превышает допустимого значения 1,0% согласно п. 6.2.1 РД 10-577-03 [4].

5. Магнитопорошковая дефектоскопия сварных соединений (Тип 1, Тип 2) коллекторов котла. Дефектов не зафиксировано.

6. Ультразвуковая толщинометрия коллекторов. Минимальные фактические значения толщины стенки коллекторов котла удовлетворяют условиям прочности.

7. Ультразвуковой контроль сварных соединений (Тип 1, Тип 2) коллекторов котла. Недопустимых дефектов не зафиксировано.

8. Металлографическое исследование на микроповреждаемость. По результатам исследования на микроповреждае-

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

267

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Таблица 4. Расчет приведенных напряжений и толщины стенки коллекторов Геометрические параметры

Коллекторы

Da

S

φ

Эксплуатационные параметры T, ºС

P, МПа

Sf, мм

[S], мм

SR, мм

σ,

[σ], МПа

МПа

Коэфф. запаса прочности 1,5[σ]/ σ≥1,5

Выходной коллектор КПП-1 (корпус «А»)

426

60

0,865

518

15,6

58,2

42,3

41,8

83

58,2

2,14

Выходной коллектор КПП-1 (корпус «Б»)

426

60

0,865

518

15,6

58,4

42,3

41,8

83

58

2,15

Выходной коллектор КПП-2 (корпус «А»)

426

60

0,789

545

14,0

59,8

53,6

53,1

62

55

1,70

Выходной коллектор КПП-2 (корпус «Б»)

426

60

0,789

545

14,0

57

53,8

53,3

62

58

1,60

Таблица 5. Остаточный ресурс коллекторов Наименование коллектора

Наработка τф, час

Индивидуальный ресурс τин, час

Остаточный ресурс τост, час

Выходной коллектор КПП-1 (корпус «А»)

232 028

282 028

50 000

Выходной коллектор КПП-1 (корпус «Б»)

228 572

278 572

50 000

Выходной коллектор КПП-2 (корпус «А»)

232 028

282 028

50 000

Выходной коллектор КПП-2 (корпус «Б»)

228 572

278 572

50 000

мость металла сварного соединения 67д выходного коллектора КПП-1 корпуса «Б» установлено, что сварной шов подлежит контролю через 40–50 тыс. часов.

9. Гидравлическое испытание пробным давлением Рпр = 225 кгс/см2 котел выдержал без признаков остаточной деформации, трещин, разрывов, течей, потения в сварных соединениях и основном металле. Расчет на прочность и оценка остаточного ресурса Расчет на прочность выходных коллекторов КПП-1, КПП-2 котла ПК-47-5 блока ст. № 8 строился на определении приведенных напряжений с последующей оценкой остаточного ресурса. Эксплуатационная прибавка к толщине стенок при расчете в соответствии с РД 10-249-98 «Нормы расчета на прочность…» [6] принималась равной С2 = С21 = 0,5 мм, а коэффициент прочности коллекторов, ослабленных неукрепленными и укрепленными отверстиями из паспорта котла: ■ выходные коллекторы КПП-1 корпусов «А» и «Б» – φ = 0,865; ■ выходные коллекторы КПП-2 корпусов «А» и «Б» – φ = 0,789. Значения номинальных допустимых напряжений выбирались из таблицы 2.3 РД 10-249-98 [6] для стали 15Х1М1Ф на ресурс 282 028 часов и 278 572 часа, соответственно, по корпусам. Приведенные напряжения определялись по следующей формуле: р[Da – (Sf – C2)]

σ=

2φ(Sf – C2) где: p – расчетное давление; Da – наружный диаметр коллектора; Sf – минимальная фактическая толщина стенки; φ – коэффициент прочности коллек-

268

тора, ослабленного неукрепленными отверстиями, либо рассчитывался по формулам, приведенным в разделе 4.3 РД 10-249-98 [6]; φ w – коэффициент прочности сварного шва; C2 – суммарная прибавка к расчетной толщине стенки. Расчет допустимой толщины стенки определяется по следующим формулам: [S] = SR + C2, pDa где, SR = 2φ[σ]+p , [ σ ] – номинальное допускаемое напряжение при расчетной температуре стенки и расчетном ресурсе. Исходные данные, а также значения промежуточных расчетных параметров и результаты расчета, представлены в таблицах 4 и 5. На основании результатов оценки остаточного ресурса считаем возможной эксплуатацию выходных коллекторов КПП-1, КПП-2 корпусов «А» и «Б» не более чем на 50 000 часов. Выводы и рекомендации по итогам проведенного диагностирования. По результатам контроля и расчетов на прочность коллекторов котла установлено, что при рабочих давлениях 156 кгс/см2 (выходные коллекторы КПП-1) и 140 кгс/см 2 (выходные коллекторы КПП-2) нормативные условия прочности выполняются. Гидравлическое испытание пробным давлением 225 кгс/см2, проведенное в соответствии с требованиями Правил, котел выдержал, что также подтверждает его работоспособность. Выходные коллекторы КПП-1, КПП-2 пароперегревателя котла ПК-47-5 блока ст. № 8 могут быть допущены к дальнейшей эксплуатации при следующих

рабочих параметрах: выходные коллекторы КПП-1 на давление 15,6 МПа (156 кгс/см2) и температуру 518 °C; выходные коллекторы КПП-2 на давление 14,0 МПа (140 кгс/см2) и температуру 545 °C, не более чем на 50 000 часов до их общей наработки: 282 028 часов – по корпусу «А», 278 572 часа – по корпусу «Б», при соблюдении проектных условий и ПБ 10-574-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов». Контроль в пределах разрешенного срока эксплуатации проводить в соответствии с требованиями РД 10-577-03 «Типовая инструкция по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций». Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утвержденные Приказом Ростехнадзора от 25 марта 2014 года № 116.

4. РД 10-577-03 Типовая инструкция по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций.

5. СО 153-34.17.470-2003 Инструкция о порядке обследования и продления срока службы паропроводов сверх паркового ресурса.

6. РД 10-249-98 Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Техническое диагностирование стального газопровода высокого давления Алексей РОЖКОВ, эксперт ООО фирма «Инженерный центр» Алексей КУЗОВКИН, эксперт ООО фирма «Инженерный центр» Сергей КОРОЛЕВ, эксперт, специалист НК ООО фирма «Инженерный центр» Анатолий ДОЛГОВ, эксперт ООО фирма «Инженерный центр» Андрей ГОЛОВЕНЬКОВ, эксперт, специалист НК ООО фирма «Инженерный центр»

В данной статье рассмотрено техническое диагностирование стального газопровода высокого давления Ø76 мм, низкого давления Ø76 мм, проложенного от места врезки в газопровод высокого давления Ø219 мм с целью определения: реальных условий эксплуатации газопровода; технического состояния подземного стального газопровода; потребности в ремонте и объема ремонта подземного стального газопровода; остаточного ресурса (продление, сверх нормативного, срока безопасной эксплуатации газопровода) или обоснования необходимости замены (реконструкции) подземного стального газопровода. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, газопровод.

З

аключение экспертизы составлено в соответствии с требованиями следующих основных нормативных документов: ■ Федерального Закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ [1]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]. Подземный стальной газопровод высокого давления Ø76 мм – 11,1 м, надземный газопровод высокого давления Ø76 мм – 74,4 м, предназначен для подачи газа к ШРП, газопровод низкого давления Ø76мм предназначен для подачи газа от ШРП к жилым домам. Газопровод высокого давления с давлением до 0,6 МПа, Ø76 мм. Технические характеристики газопровода: от места врезки до надземного газопровода проложен подземно, врезка выполнена в существующий газопровод высокого давле-

ния Ø219 мм по ул. Северная. Газопровод выполнен из стальных прямошовных труб по ГОСТ 1050-60. Толщина стенки газопровода подземного – 4,0 мм, надземного – 3,0 мм, подземный газопровод имеет изоляцию весьма усиленного типа, состоящую из двух слоев изоляционной ленты. Типы (марки) испытательного оборудования и дефектоскопической аппаратуры, использованной при техническом диагностировании Визуально-измерительный контроль (ВИК) – комплект для ВИК, лупа измерительная, штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1 с глубиномером, металлическая линейка Л-150 (150 мм), радиусные шаблоны, универсальный шаблон Ушерова-Маршака, универсальный шаблон сварщика УШС-3, лазерный дальномер BOSH, эндоскоп технический гибкий «ЭТГ 8-1,5-2», с осветителем ОАК-2 и цифровой фотокамерой «Canon» А590 IS в комплекте. Измерение толщины стенки (УЗТ) – переносной ультразвуковой толщиномер «MG2XT» Panametrics-NDN (США). Измерение твердости металла (ТВ) – переносной электронный твердомер «ТЭМП-3». ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Ультразвуковая дефектоскопия сварных швов (УЗК) – ультразвуковой дефектоскоп УД2-140. Определение соответствия марки стали – переносной портативный прибор металлиста «ПМ-642». Цветная дефектоскопия (ЦД) SHERWIN – пенетрант DP-51, проявитель D-100, очиститель DR-60. Определение адгезии изоляционного покрытия – измеритель адгезии изоляционного покрытия ИА-1. Анализ эксплуатационно-технической документации При анализе проектной, исполнительной документации, конструктивных особенностей подземного стального газопровода выявлены элементы (зоны) газопровода, работающие в наиболее напряженных условиях, – околошовные зоны сварных соединений. Давление газа в газопроводе – до 0,6 МПа. Ввод газопровода в эксплуатацию – 1992 год. Период времени от начала эксплуатации до момента проведения диагностики составляет 23 года. Газопровод смонтирован из материалов, соответствующих требованиям СНиП: ■ газопровод из стальных прямошовных электросварных труб по ГОСТ 1050-60; ■ детали газопровода – отводы, переходы заводского изготовления; ■ данные о проверке сварных швов радиографическим методом – отсутствуют, контроле физическими методами сварных соединений газопровода – отсутствуют, данные об испытаниях на прочность и герметичность после монтажа – отсутствуют. Режим работы газопровода постоянный, отказов технологического оборудования по техническому состоянию не зафиксировано. Технические характеристики оборудования и арматуры соответствуют установленным требованиям эксплуатации. Определение технического состояния газопровода Проверена плотность газопровода в шурфе сигнализатором горючих газов СГГ-20 – утечек газа не выявлено. Проведено фактическое измерение геометрических параметров газопровода (диаметр, толщина стенок). Выявлено количество и места расположения сварных соединений. Проведено выявление наличия повреждений на открытых участках газопровода и определение качества изоляционного покрытия. Проверена эффективность работы электрохимической защиты (ЭХЗ).

269

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Определена степень коррозионного повреждения металла. Определено качество сварных стыков на надземном газопроводе. Измерена твердость металла, определено соответствие марки стали. Определение напряженно-деформированного состояния газопровода не проводилось по причине малой протяженности газопровода, отсутствия повреждений газопровода под действием дополнительных нагрузок, изгиба газопровода. Технологическое оборудование соответствует требованиям СНиП по работоспособности, не выявлено недопустимых отклонений, герметичности и надежности. Отрыт один шурф на газопроводе размерами 0,9x1,5 м рядом с местом выхода газопровода из подземного в надземный. По результатам осмотра и визуальной оценки степени коррозионного поражения выявлено, что газопровод полностью защищен изоляцией и не контактирует с грунтом. Проведено измерение термо-ЭДС переносным прибором металлист «ПМ642». Термо-ЭДС соответствует марке стали Ст20. Определение состояния изоляции Газопровод защищен изоляционным покрытием весьма усиленного типа (ВУС). При осмотре изоляционного покрытия в шурфе сквозных повреждений бугристости не обнаружено. Изоляционное покрытие состоит из двух слоев пленки оберточной ПЭКОМ, толщиной 0,6 мм по грунтовке ГТ-740 «ИН» ТУ 340-83. При осмотре изоляции в шурфе и после ее снятия с поверхности трубы выявлены коррозионные повреждения на газопроводе и неплотное прилегание изоляции к телу трубы. Конструкция (структура) защитного покрытия состоит из грунтовки битумной и двух слоев пленки оберточной. При измерении адгезии установлено – адгезия к стали при температуре 20 °С составляет 40 Н/см. При осмотре дефектов на изоляционном покрытии не обнаружено. Минимальная толщина изоляционного покрытия в местах замера составила 1,5 мм. Определение степени коррозионных повреждений металла Сквозных коррозионных повреждений при осмотре не обнаружено. Количественные характеристики утонения стенок основного металла газопровода не превысили допустимых значений. Проверка толщины стенок газопровода выполнена в соответствии с требованиями ГОСТ 28702-90 «Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультра-

270

звуковые. Общие технические требования» [3]. По результатам ультразвукового контроля толщины стенки металла газопровода установлено, что минимальная фактическая толщина стенки подземного газопровода составила 3,70 мм, надземного – 3,00 мм, что не превышает допустимых значений. Количественные характеристики утонения стенок трубопроводов из-за коррозии (эрозии) не превысили установленных норм – 20% от номинальной толщины стенки. Качество сварных соединений (в том числе увод и смещение кромок) не превышает норм визуального контроля. На наружной поверхности при осмотре в шурфе на газопроводе недопустимых технологических и эксплуатационных дефектов не обнаружено. Таким образом, основные элементы газопровода не имеют дефектов и отклонений от первоначальных геометрических размеров и формы, кроме вышеуказанных, превышающих установленные нормы оценки качества (РД 03-606-03) [4], выявленные при визуальном и измерительном контроле, что свидетельствует об отсутствии недопустимых напряжений в металле газопровода, возникших при эксплуатации. Газопровод, по оценке состояния наружной поверхности, годен для дальнейшей эксплуатации. Определение качества сварных стыков Ультразвуковой контроль проводился на стыковом сварном соединении надземного газопровода, так как в отрытом шурфе сварные соединения отсутствовали. Дефектов, превышающих установленные нормы, не выявлено. Не выявлено коррозионных или механических повреждений (каверн). Газопровод по качеству сварных соединений годен для дальнейшей эксплуатации. Измерение твердости по Бринеллю По результатам проведенных измерений прибором ПМ-642, параметры термоЭДС основных элементов газопровода соответствуют значениям марки стали Ст20. Результаты измерений твердости металла основных элементов газопровода – в пределах установленных норм оценки качества металла для марки стали Ст20, что свидетельствует об отсутствии отклонений служебных характеристик металла, возникших в результате длительной эксплуатации газопровода. Газопровод по прочностным характеристикам металла годен для дальнейшей эксплуатации. Расчет остаточного срока службы Расчет остаточного срока службы газо-

провода проводился для изоляционного покрытия и составил 23,5 лет. На основании п. 3.2 РД 12-411-01 [5] остаточный срок службы устанавливается 20 лет. Анализ результатов технического диагностирования стального газопровода позволяет сделать вывод, что газопровод по основным техническим характеристикам и параметрам соответствует принятым условиям эксплуатации, требованиям безопасности, установленными действующими нормативными документами и признается годным для дальнейшей эксплуатации. Газопровод находится в работоспособном состоянии и удовлетворяет условиям прочности. По результатам проведенных работ, по определению возможности продления срока безопасной эксплуатации газопровода, принимается решение о продлении эксплуатации при рабочем давлении – не более 0,6 МПа для газопровода высокого давления, не более 0,005 МПа для газопровода низкого давления. Рекомендации по обеспечению безопасной эксплуатации Восстановить изоляционное покрытие в местах проведения контроля. Установить втулки на изолирующем фланцевом соединении для предотвращения попадания защитного потенциала с подземной на надземную часть газопровода. Загерметизировать битумной мастикой пространство между футляром и газопроводом в месте выхода газопровода из грунта. Проводить приборное обследование с выявлением мест повреждений изоляционного покрытия газопровода и наличия утечек газа не реже одного раза в пять лет. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. ГОСТ 28702-90 «Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые. Общие технические требования».

4. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю».

5. РД 12-411-01 «Инструкция по диагностированию технического состояния подземных стальных газопроводов».

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Техническое диагностирование парового котла ТГМЕ-464 Алексей ЧИСТОВСКИЙ, директор ООО «НПП ОСОРД» Юрий БАРАННИКОВ, начальник лаборатории металлов и сварки ООО «КамЭнергоРемонт» Ильдар САФИН, инженер-лаборант ООО «КамЭнергоРемонт» Сергей ДАВЫДЕНКО, генеральный директор ООО «Техэксперт КМВ» Фанис НАБИУЛЛИН, заместитель директора по экспертно-диагностической деятельности филиала ООО «КЭР-Инжиниринг» –«КЭР-Наладка»

В данной статье авторами рассмотрено техническое диагностирование парового котла ТГМЕ-464 с целью установления соответствия технического устройства, отработавшего расчетный срок службы требованиям промышленной безопасности, определения возможности и условий дальнейшей эксплуатации. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, паровой котел, расчетный срок службы.

З

аключение экспертизы по результатам технического диагностирования парового котла ТГМЕ-464 составлено в соответствии с требованиями следующих основных нормативных документов: ■ Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ [1]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]. Паровой котел ТГМЕ-464 предназначен для выработки перегретого пара с

давлением 140 кгс/см 2, температурой 560 °С. Котел состоит из барабана, труб поверхностей нагрева и коллекторов. Питательная вода, подаваемая в котел, последовательно проходит поверхности нагрева и в виде пароводяной смеси попадает в барабан котла. Перегрев пара происходит в змеевиках пароперегревателя котла.

1. Анализ эксплуатационно-технической документации В результате анализа эксплуатационнотехнической документации и условий эксплуатации котла ТГМЕ-464 установлено, что условия эксплуатации не превышают разрешенных значений. В паспорте на котел сведения об авариях и нарушениях эксплуатационных режимов отсутствуют. Наработка коллекторов КПП соответствует наработ-

Паровой котел ТГМЕ-464 предназначен для выработки перегретого пара с давлением 140 кгс/см2, температурой 560 °С. Питательная вода, подаваемая в котел, последовательно проходит поверхности нагрева и в виде пароводяной смеси попадает в барабан котла ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

ке котла (150085 часов). Средние параметры пара на выходе из котла, представленные по форме 3-тех, за весь период эксплуатации составили: Т=556 °С, Р=13,7 Мпа. Сведения о заменах – в 1996 году проведена замена паросборной камеры котла, змеевиков конвективного пароперегревателя I, II, III, IV ступеней.

2. Результаты инструментального контроля В ходе проведения экспертизы промышленной безопасности выходных коллекторов конвективного пароперегревателя III, IV ступеней выполнены следующие работы.

2.1. Визуальный и измерительный контроль наружной и внутренней поверхностей коллекторов. Дефектов не зафиксировано.

2.2. Ультразвуковой контроль основного металла и сварных соединений коллекторов. Дефектов не зафиксировано.

2.3. Магнитопорошковая дефектоскопия стыковых сварных соединений. Дефектов не зафиксировано.

2.4. Измерение твердости основного металла коллекторов. Твердость основного металла находится в пределах 152– 181 НВ. Твердость (152–181) НВ соответствует пределу прочности (54,5–65,0) кгс/ см2 и находится в пределах нормативных значений для стали марки 12Х1МФ (45–65) кг/мм2.

2.5. Ультразвуковая толщинометрия. Минимальная толщина стенки коллекторов обеспечивает выполнение нормативных условий прочности.

2.6. Металлографическое исследование структуры металла коллекторов на микроповреждаемость. По результатам исследования микроструктура коллекторов оценена баллами 2, 3 по шкале ОСТ 34-70-690-96 и ВТИ.

2.7. Гидравлическое испытание пробным давлением 20,3 МПа (203 кгс/см2). Признаков остаточных деформаций, трещин, разрывов, течей, потения в сварных соединениях и основном металле не зафиксировано.

271

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы 3. Расчет на прочность и оценка остаточного ресурса Расчет проведен в соответствии с РД 10-249-98 «Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды» [3] и строился на определении приведенных напряжений с последующей оценкой их ресурса. Расчет приведенных напряжений и допустимой толщины стенки выполнялся по формулам, приведенными в п. 3.2 РД 10-249-98 [3]. Условие прочности в расчете на суммарную наработку 200 000 часов для всех коллекторов выполняется. Выводы и рекомендации 1. Выходные коллекторы КПП III, IV ступеней, их материальное исполнение и эксплуатация соответствует нормативно-технической документации по промышленной безопасности.

2. На основании положительных результатов контроля и проведенных расчетов на прочность установлено – выходные коллекторы конвективного пароперегревателя III, IV ступеней парового котла ТГМЕ-464 находятся в удовлетворительном состоянии и могут быть допущены к дальнейшей эксплуатации до суммарной наработки 200 000 часов на следующих рабочих параметрах: давление – 14,0 МПа, температура – 560 °С.

3. После выработки 25 000 часов от момента обследования, то есть при достижении суммарной наработки, равной 175 085 часов, необходимо провести металлографическое исследование структуры металла на микроповреждаемость коллекторов, оцененных баллом 3 по шкале ОСТ 34-70-690-96 и ВТИ. В данную группу включены выходной коллектор КПП 3-й ступени (левая сторона) и выходной коллектор КПП 4-й ступени (правая сторона).

Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. РД 10-249-98 «Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды».

272

Техническое диагностирование технологических трубопроводов Алексей ЧИСТОВСКИЙ, директор ООО «НПП ОСОРД» Юрий БАРАННИКОВ, начальник лаборатории металлов и сварки ООО «КамЭнергоРемонт» Ильдар САФИН, инженер-лаборант ООО «КамЭнергоРемонт» Сергей ДАВЫДЕНКО, генеральный директор ООО «Техэксперт КМВ» Фанис НАБИУЛЛИН, заместитель директора по экспертно-диагностической деятельности филиала ООО «КЭР-Инжиниринг» – «КЭР-Наладка»

В данной статье рассмотрено техническое диагностирование технологических трубопроводов цеха с целью оценки соответствия требованиям нормативно-технической документации и определения возможности и условий их дальнейшей эксплуатации. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, технологический трубопровод.

З

аключение экспертизы по результатам технического диагностирования технологических трубопроводов составлено в соответствии с требованиями следующих основных нормативных документов: ■ Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ [1]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]. Общая длина технологических трубопроводов составляет 7152,6 м. В таблице 1 приводятся основные паспортные данные технологических трубопроводов. Измерения толщин стенок трубопроводов проводились на прямых участках, отводах и переходах. Точки измерения прямых участков трубопроводов отстояли друг от друга не более чем на 10 м

внутри помещений и 30 м для участков трубопроводов вне помещений. Измерения толщины стенки отводов проводились со стороны большого и малого радиусов отвода, а также на нейтральной линии. Трубопроводы смонтированы в соответствии с проектом. Опоры и расстояния между ними соответствуют проекту. Трубопроводы частично теплоизолированы, однако на некоторых участках трубопроводов наблюдались нарушения тепловой изоляции длиной до 2,0 м, что вместе с нетеплоизолированными участками и с участками труб, специально открытыми для проведения технического диагностирования, позволило визуально контролировать состояние основного металла и сварных соединений. Недопустимых дефектов не обнаружено. Состояние наружной поверхности трубопроводов удовлетворительное, имеется наружная атмосферная коррозия до 0,5 мм, внутренний осмотр части труб выявил коррозионный и эрозионный износ глубиной до 0,5 мм.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Таблица 1 Наименование трубопровода

Линия приема ДМФА

Давление, МПа

0,92

Температура, °С,

Среда

Материал труб

Длина, м

Год ввода в эксплуатацию

1 А (а)

1598,0 1595,0 1085,0 1084,0 894,0 893,5

Ст10

2 421,6

1969

Ст10

1 166,5

1969

Диметил формамид

11 а (б)

2198,0 2196,0 1596,0 1594,5 1084,0

11 Б (б)

1086,0 1085,0 1084,0

Ст10

3 208,5

1969

11 А (б)

325х7 ,0 273х8,0 219x8,0 219х6,0 159x7,0 159х6,0 159х4,5

Ст10

356

1969

2,3

+30

Изопентан изоамиленовая фракция

Линия нормального пентана с Т-8 на Т-5

1,48

+30

Нормальный пентан

1,65

Наружный диаметр х толщину стенки, мм

+30

Транспортировка изопентан изоамиленовой фракции

Транспортировка изопентанизоамиленовой фракции

Категория и группа трубопр.

+30

Геометрия сварных швов соответствует проекту и требованиям НТД. Арматура, фланцевые соединения и уплотнительные поверхности недопустимых дефектов не имеют. Вибраций и защемлений трубопроводов при работе не обнаружено. Неразрушающий контроль основного металла и сварных соединений проводился в объеме, не менее предусмотренного «Программой технического обследования...». Недопустимых дефектов не обнаружено. Измерения толщин стенок трубопроводов проводилось на прямых участках, отводах и концентрических переходах толщиномером БУЛАТ-5У. Некоторые результаты толщинометрии показали превышение фактических толщин стенок труб части трубопроводов над паспортными, что встречается в практике диагностирования и что можно отнести к повышению надежности трубопроводов. Минимальные толщины стенок превышают отбраковочные (расчетные) толщины стенок с достаточным запасом, позволяющим дальнейшую эксплуатацию трубопроводов. Минимальные толщины стенок использовались при расчете остаточного ресурса эксплуатации; Измерения временного сопротивления разрыву основного металла труб проводились с помощью твердомера электронного ТЭМП-4 в точках проведения измерений толщин стенок (выборочно). Полученные значения находятся в допустимых пределах для данной марки стали.

Изопентан изоамиленовая фракция

Контролю ультразвуковой дефектоскопией подвергались кольцевые швы трубопроводов. Ультразвуковой контроль проводился по РД 34.17.302-97 [3] дефектоскопом УД 2-102. Недопустимых дефектов не обнаружено. Владельцем трубопроводов были проведены плановые успешные гидравлические испытания на прочность и плотность. Вероятностная оценка остаточного ресурса при прогнозировании остаточного ресурса проводилась по изменению толщины стенки и механических свойств, а также по отказам его элементов. Расчеты показали, что ресурс трубопроводов при прогнозировании остаточного ресурса по отказам его элементов существенно меньше, чем при прогнозировании остаточного ресурса по изменению толщины стенки и механических свойств элементов. Рассчитанные значения ресурса по отказам элементов составляют: ■ для линии приема ДМФА – 19 лет; ■ для линии транспортировки изопентан-изоамиленовой фракции – 15 лет; ■ для линии нормального пентана – 17 лет. Для линии транспортировки изопентанизоамиленовой фракции – 15 лет. По окончании работ был составлен акт по результатам проведения технического диагностирования и неразрушающего контроля. На основании результатов технического диагностирования, проведенных расТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

четов остаточного ресурса технологических трубопроводов цеха сделан вывод, что трубопроводы соответствуют требованиям промышленной безопасности. Дальнейшая эксплуатация возможна при следующих параметрах: ■ для линии приема ДМФА: давление – 0,92 Мпа, температура – +30 °С; ■ для линии транспортировки изопентанизоамиленовой фракции: давление – 2,3 МПа, температура – +30 °С; ■ для линии нормального пентана: давление – 1,48 Мпа, температура – +30 °С; ■ для линии транспортировки изопентанизоамиленовой фракции: давление – 1,65 МПа, температура – +30 °С. Назначенный остаточный ресурс составляет 5 лет.

Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. РД 34.17.302-97 «Котлы паровые и водогрейные. Трубопроводы пара и горячей воды, сосуды. Сварные соединения. Контроль качества. Ультразвуковой контроль. Основные положения».

273

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Программа экспертного технического обследования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров Алексей ЧИСТОВСКИЙ, директор ООО «НПП ОСОРД» Юрий БАРАННИКОВ, начальник лаборатории металлов и сварки ООО «КамЭнергоРемонт» Ильдар САФИН, инженер-лаборант ООО «КамЭнергоРемонт» Сергей ДАВЫДЕНКО, генеральный директор ООО «Техэксперт КМВ» Фанис НАБИУЛЛИН, заместитель директора по экспертно-диагностической деятельности филиала ООО «КЭР-Инжиниринг» – «КЭР-Наладка»

В данной статье рассмотрена программа экспертного технического обследования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров с целью оценки соответствия технического состояния резервуаров требованиям нормативно-технической документации и определения возможности и условий их дальнейшей эксплуатации. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, программа, резервуар.

П

рограмма экспертного технического обследования резервуаров составлена в соответствии с требованиями следующих основных нормативных документов: ■ Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ [1]; ■ Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» [2]; ■ РД 08-95-95 [3]. Обследование проводится по заявке владельца резервуаров для двух групп резервуаров исходя из сроков их эксплуатации: 1) экспертное техническое диагностирование с установлением назначенного остаточного ресурса для резервуаров, эксплуатируемых свыше 20-ти лет: ■ в объеме полного технического диагностирования (ПТД) – РВС-5000, РВС-2000; ■ в объеме частичного технического диагностирования (ЧТД) – РВС-5000, РВС-2000, РВС-5000, РВС-5000, РВС-5000, РВС-2000, РВС-2000; 2) техническое диагностирование с определением технического состояния резервуаров, у которых не истек 20-летний срок эксплуатации:

274

■ в объеме частичного технического диагностирования (ЧТД) – РВС-2000. При необходимости Программа может корректироваться в установленном порядке по результатам основного этапа анализа и изучения эксплуатационнотехнической документации, конструктивных и эксплуатационных особенностей оборудования, а также данных оперативной диагностики. Программа включает в себя следующие этапы.

1. Ознакомление с эксплуатационнотехнической документацией на резервуар. При ознакомлении с технической документацией устанавливается ее комплектность и собираются следующие сведения: ■ технические характеристики резервуара – тип, высота, диаметр, вместимость и т.п.; ■ данные по изготовлению и монтажу резервуара – номер проекта, заводизготовитель, монтажная организация, дата изготовления и монтажа, отступления от проекта в процессе сооружения, виды и результаты испытаний; ■ сведения о металле, толщина листов по сертификату; ■ сведения о технологии сварки и сварочных материалах; ■ данные о режиме эксплуатации ре-

зервуара и вида хранимых в нем продуктов; ■ данные о проведенных ранее обследованиях с заключениями о техническом состоянии и рекомендациями по дальнейшей эксплуатации или ремонту; ■ данные о проведенных ремонтах.

2. Визуальный осмотр резервуара. При визуальном осмотре обязательной проверке подлежат: ■ состояние основного металла стенки, настила кровли с установлением наличия коррозионных повреждений, царапин, задиров, трещин, прожогов, вырывов, расслоений, металлических включений, закатов и пр.; ■ общие и местные деформации, вмятины, выпучины на конструкциях; ■ размещение патрубков на стенке резервуара по отношению к вертикальным и горизонтальным сварным соединениям в соответствии с требованиями проекта; ■ состояние сварных соединений конструкций резервуара в соответствии с требованиями документации. Для резервуаров с теплоизоляцией визуально оценить ее целостность. При этом провести визуально-измерительный контроль сварных швов всех сварных соединений четырех нижних поясов, включая уторный шов и прилегающие к ним зоны основного металла на расстоянии не менее 20 мм, с использованием лупы. Осмотр поверхности верхних поясов стенки резервуара провести при помощи бинокля. При визуальном контроле определяется также наличие и состояние контрольноизмерительной и дыхательной аппаратуры, устройств пожарной безопасности и молниезащиты. В случае проведения полного технического диагностирования (ПТД) проверке подлежат состояние основного металла днища, внутренней поверхности стенки и несущих элементов кровли.

3. Измерение фактических толщин элементов резервуара. Определение фактической толщины листов элементов резервуара проводить с помощью ультразвукового толщиномера БУЛАТ-IM или других подобных толщиномеров, позволяющих проводить из-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

мерения с точностью 0,1 мм. Замеры производить в соответствии с РД-08-95-95 [3] следующим образом: ■ толщину нижних двух поясов стенки измерять на каждом листе в трех точках по высоте пояса (низ, середина, верх). Толщину третьего нижнего пояса стенки измерять через лист в трех точках по высоте пояса (низ, середина, верх). Толщину остальных поясов измерять по образующей (вдоль шахтной лестницы) также в трех точках по высоте пояса; ■ толщину листов настила кровли измерять не менее чем по двум взаимно перпендикулярным диаметральным направлениям, а также выборочно – по результатам визуального контроля; ■ толщину штуцеров и укрепляющих колец измерять через 90° по окружности горловины (кольца) на серединах высоты штуцеров и ширины укрепляющих колец; ■ также провести измерения толщины окрайки днища, находящегося вне резервуара, толщины вставок и заплат при их наличии. В случае проведения полного технического диагностирования (ПТД) измерять толщину листов днища резервуара не менее чем по двум взаимно перпендикулярным диаметральным направлениям, а также выборочно – по результатам визуального контроля, 4. Измерение твердости элементов резервуара. Определение твердости основного металла элементов резервуара проводить с помощью твердомера ТЭМП-4 или других подобных твердомеров, позволяющих проводить измерения с необходимой точностью. Измерения проводить выборочно на каждом основном элементе корпуса (стенки, кровли) не менее чем в 3-х местах. В случае проведения полного технического диагностирования (ПТД) проводить измерения твердости основного металла днища выборочно не менее чем в 3-х местах.

5. Контроль качества сварных соединений. Контроль качества сварных соединений проводить магнитопорошковым и ультразвуковым методами. Магнитопорошковую дефектоскопию проводить с помощью дефектоскопа на постоянных магнитах МДПМ-1 в соответствии с ГОСТ 21105-87 [4]. Ультразвуковую дефектоскопию проводить с помощью ультразвукового дефектоскопа УД 2-102. Дефектоскопии подвергнуть перекрестия продольных и кольцевых швов 1-го и 2-го поясов на расстоянии 200 мм от мест сопряжения, а также сварные швы вста-

вок при их наличии. Магнитопорошковым методом провести также контроль угловых швов приварки штуцеров и сварные швы заплат при их наличии. Допустимо вместо магнитопорошковой проводить цветную дефектоскопию, а также использовать другие приборы для данных видов контроля, допущенные к применению в установленном порядке.

6. Измерения отклонений образующих стенки резервуара oт вертикали. Для выявления действительной геометрической формы резервуара и определения величины отклонений от требований НТД измерить величины отклонений образующих стенки на уровне верха каждого пояса от вертикали, проведенной из нижней точки первого пояса. Измерения проводить теодолитом 4Т30П или другим, ему подобным, на отметках, расположенных через 6 метров одна от другой (эти отметки соответствуют вертикальным швам первого пояса резервуара). Измерения проводятся на заполненном продуктом резервуаре. В случае проведения полного технического диагностирования (ПТД) измерения проводятся на заполненном и опорожненном резервуаре.

7. Измерения отклонений наружного контура днища резервуара от горизонтали. Измерения отклонений наружного контура днища от горизонтали проводить с помощью теодолита 4Т30П или другим, ему подобным, по равномерно расположенным по окружности днища точкам, соответствующим отметкам, использованным при измерениях отклонений образующих корпуса резервуара от вертикали. Измерения проводятся на заполненном продуктом ре¬зервуаре. В случае проведения полного технического диагностирования (ПТД) измерения осуществляются на заполненном и опорожненном резервуаре.

8. Проверка состояния основания. При контроле состояния основания и отмостки фиксируется: ■ наличие пустот между днищем резервуара и основанием; ■ погружение нижней части резервуара в грунт и скопление воды по контуру резервуара; ■ состояние отмостки и наличие растительности на ней; ■ обеспечение отвода воды от основания резервуара; ■ уклон отмостки, который не должен быть меньше i = 1: 10.

9. Поверочные расчеты на прочность н устойчивость корпуса резервуара. Поверочный расчет на прочность и устойчивость проводить в соответствии ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

с нормами п. X «Руководства по безопасности вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов».

10. Гидроиспытания резервуаров. Гидроиспытания следует проводить наливом воды на проектный уровень залива продукта или до уровня контрольного отверстия, которое предусмотрено для ограничения высоты наполнения резервуара. Налив воды следует осуществлять ступенями по поясам с промежутками времени, необходимыми для выдержки и проведения контрольных осмотров. По мере заполнения резервуара водой необходимо наблюдать за состоянием конструкций и сварных швов. При обнаружении течи из-под края днища или появления мокрых пятен на поверхности отмостки необходимо прекратить испытание, слить воду, установить и устранить причину течи. Если в процессе испытания будут обнаружены свищи, течи или трещины в стенке резервуара (независимо от величины дефекта), испытание должно быть прекращено и вода должна быть слита до уровня в случаях: ■ при обнаружении дефекта в I поясе – полностью; ■ при обнаружении дефекта во II–VI поясах – на один пояс ниже расположения дефекта; ■ при обнаружении дефекта в VII поясе и выше – до V пояса.

9. Анализ результатов обследования. На основе анализа результатов обследования определяется техническое состояние резервуара, составляется заключение с рекомендациями по дальнейшей эксплуатации, ремонту или исключению резервуара из эксплуатации. При этом оценка технического состояния резервуара производится по всем результатам. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. РД 08-95-95 «Положение о системе технического диагностирования сварных вертикальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов».

4. ГОСТ 21105-87 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод.

275

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Программа работ по экспертизе ПБ здания газораспределительного пункта Геннадий НИКОНОВ, главный эксперт ООО «УКХ «Волгопромгаз» Николай САВИН, начальник экспертной службы ООО «УКХ «Волгопромгаз» Татьяна МИШАНИНА, эксперт ООО «УКХ «Волгопромгаз» Сергей ЛИМАРЬ, эксперт ООО «УКХ «Волгопромгаз» Виталий ТИМОХИН, генеральный директор ООО «ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ»

Целью проведения работ по экспертизе промышленной безопасности здания газораспределительного пункта является определение дефектов и повреждений строительных конструкций здания газораспределительного пункта, влияющих на дальнейшую безопасность его эксплуатации, и выявление причины повреждений, определения технического состояния здания газораспределительного пункта и его соответствия требованиям промышленной безопасности, разработка согласованных рекомендаций по ремонту здания газораспределительного пункта. Ключевые слова: строительные конструкции, здание, газораспределительный пункт.

П

рограмма составлена на основании следующих документов: ■ Федеральный Закон № 116 от 20 июня 1997 года «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 20 июня 1997 года [1]; ■ Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]; Здание газорегуляторного пункта находится в центральной части территории ТЭЦ. Здание ГРП строилось в 1977 году строительно-монтажными организациями. Дата ввода здания в эксплуатацию – 1979 года. Здание ГРП-1 размерами в плане 15,018,0 м, высотой h = 5,5 м – одноэтажное, железобетонное, каркасное, зального типа (рис. 1). В здании расположены три зала: два зала регуляторные – помещение энергетического отделения и помещение

276

водогрейного отделения, один зал – помещение КИПа. ГРП служит для снижения давления с 12 кгс/см2 до рабочего РРаб = 1.0 кгс/см2, подержания его в рабочем диапазоне, а также для очистки газа. Газ к ГРП по подземному газопроводу Ду 800мм поступает от КРП-11.При обследовании использовалась следующая аппаратура: бинокль «Беркут», лазерный дальномер DISTO Classic, цифровые фотоаппараты CANNON IXUS 800 is и SONY CYBER-SHOT, универсальный измеритель прочности строительных материалов «ОНИКС-2.5», ультразвуковой толщиномер А 1209, электронный теодолит Vega TEO–5, рулетка, штангенциркуль, компьютерное и программное обеспечение для обработки результатов, комплект радиостанций, комплект альпинистского снаряжения и оборудования. Программа работ по экспертизе промышленной безопасности здания газорегуляторного пункта включает в себя следующие этапы: 1.Состав работ: 1.1.Анализ имеющейся технической и исполнительной документации (рассмо-

трена проектная и исполнительная документация, эксплуатационная документация, ремонтная документация); 1.2. Рассмотрение фактических условий воздействия на конструкции со стороны атмосферных явлений и эксплуатационной среды; 1.3.Натурное обследование строительных конструкций здания: 1.3.1.Натурное обследование каркасных колонн здания; 1.3.2.Натурное обследование стенового ограждения здания; 1.3.3.Натурное обследование полов здания; 1.3.4.Натурное обследование перекрытий здания; 1.3.5.Натурное обследование подкрановых балок здания; 1.3.6.Натурное обследование покрытия здания; 1.3.7.Натурное обследование кровли здания; 1.3.8.Натурное обследование внутренних стен, перегородок, лестничных маршей здания; 1.4.Натурное обследование инженерных систем и расчет параметров здания – объекта газового хозяйства: 1.4.1.Определение параметров взрывоустойчивости здания; 1.4.2.Определение параметров освещения; 1.4.3.Натурное обследование заземляющего и молниезащитного устройств; 1.4.4.Натурное обследование системы вентиляции и дымоудаления; 1.4.5. Натурное обследование автоматических средств защиты здания; 1.5.Определение технического состояния здания газораспределительного пункта объекта газового хозяйства; 1.6.Разработка мероприятий по ремонту строительных конструкций и инженерных систем здания ГРП; 1.7.Согласование мероприятий по ре-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

монту строительных конструкций и инженерных систем здания ГРП; 1.8. Утверждение Экспертизы промышленной безопасности здания ГРП ТЭЦ в Управлении Ростехнадзора.

2.Перечень подготовительных работ Заказчика: 2.1. Заключение договора на проведение работ по экспертизе промышленной безопасности здания ГРП; 2.2. Обеспечение доступа исполнителей на территорию ТЭЦ, к строительным конструкциям здания ГРП; 2.3.Предоставление проектной, исполнительной, технической и эксплуатационной документации.

3. Специальные мероприятия: 3.1.В случае обнаружения при обследовании опасных деформаций, дефектов и других признаков возможного обрушения Исполнитель в письменной форме немедленно уведомляет об этом Заказчика и направляет копию уведомления в Управление Ростехнадзора; 3.2. Усиление конструкций в целях исключения потери устойчивости выполняет строительно-монтажная организация, имеющая лицензию на право проведения таких работ. Проект устранения аварийных повреждений, проект усиления конструкций разрабатывается генпроектировщиком, Исполнителем или другими специализированными организациями по отдельному договору.

4. Порядок приемки работ: представитель Заказчика принимает участие в процессе проведения работ по экспертизе специалистами экспертной организации и осуществляет контроль выполняемых работ.

5. Внесение изменений по реализованной экспертизе производятся: замечания к проекту заключения экспертизы могут быть направлены Заказчиком в экспертную организацию в письменной форме и не позднее чем через 14 дней после получения проекта заключения. Литература 1. Федеральный закон № 116 от 20 июня 1997 года «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 20 июня 1997 года.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих конструкций зданий и сооружений».

Программа обследования и оценки технического состояния

железобетонной дымовой трубы н=180,0 м d=8,4 м с примыкающими газоходами котлоагрегатов Геннадий НИКОНОВ, главный эксперт ООО «УКХ «Волгопромгаз» Николай САВИН, начальник экспертной службы ООО «УКХ «Волгопромгаз» Татьяна МИШАНИНА, эксперт ООО «УКХ «Волгопромгаз» Сергей ЛИМАРЬ, эксперт ООО «УКХ «Волгопромгаз» Виталий ТИМОХИН, генеральный директор ООО «ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ»

ЦВ данной статье авторами рассмотрена программа обследования и оценки технического состояния железобетонной дымовой трубы Н=180,0 м d=8,4 м с примыкающими газоходами котлоагрегатов. Ключевые слова: дымовая труба, программ, обследование.

П

рограмма составлена на основании следующих документов: ■ Федеральный закон № 116 от 20 июня 1997 года «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 20 июня 1997 года [1]; ■ Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538 [2]; Программа обследования включает в себя следующие этапы: 1. Цель обследования: 1.1. Выявление дефектов и повреждений, влияющих на дальнейшую безопасность эксплуатации дымовой трубы и примыкающих газохо-

дов; определение причин их возникновения; 1.2. Оценка технического состояния дымовой трубы; 1.3. Разработка рекомендаций по устранению дефектов и повреждений, по ремонту конструкций дымовой трубы; 1.4. Экспертиза промышленной безопасности дымовой трубы и примыкающих газоходов.

2. Состав работ: 2.1. Анализ имеющейся технической и исполнительной документации, включая: паспорт на сооружение; акт приемки в эксплуатацию законченной строительством трубы; комплект рабочих чертежей с подтверждением соответствия выполненных работ по этим чертежам или с указанием внесенных в них изменений, согласованных с авто-

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

277

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы ром проекта; сертификаты и технические паспорта на примененные в ходе строительства материалы, акты освидетельствования скрытых работ; журналы производства работ, акты на производство сушки и разогрева трубы перед пуском в эксплуатацию после окончания строительства; журналы монтажных, сварочных и других работ; материалы периодических осмотров, обследований, заключений экспертизы промышленной безопасности, документы о выполненных ремонтах, геодезических измерениях, расследованиях аварий, документации по монтажу и установке антенно-фидерных устройств радио и сотовой системы связи и контрольно-измерительных приборов, а также санитарно-эпидемиологическое за-ключение на эксплуатацию передающего радиотехнического объекта.

2.1.Рассмотрение фактических условий воздействий на конструкции: изучение документации, характеризующей фактические, технологические нагрузки, их воздействия и изменения в процессе эксплуатации; тип и характеристику подключенных установок, фактический объем, температуру и состав отводимых дымовых газов при максимальной и минимальной нагрузках подключенных к дымовой трубе котлоагрегатов; анализ данных технического журнала по эксплуатации; анализ загазованности территории ТЭЦ от рядом стоящих дымовых труб и от воздействия вблизи расположенных производственных объектов с учетом розы ветров; анализ глубины залегания и химического состава грунтовых вод в районе дымовой трубы; наличие подъездных путей в непосредственной близости от дымовой трубы.

2.3.Проверка состояния конструкций.

2.3.1. Наружное обследование. Предварительный осмотр наружной поверхности ствола и металлоконструкций (ходовой лестницы и светофорных площадок) дымовой трубы осуществляется с использованием бинокля и предшествует подъему людей. Наружная поверхность железобетонной оболочки ствола дымовой трубы. При натурном обследовании выявляется состояние несущих конструкций, в том числе: бетона, плотность сцепления бетона с арматурой, наличие оголений арматуры и ее прогибов, наличие и ширина раскрытия трещин, отслоений защитного слоя бетона, наличие и размер участков поверхности с «рыхлым», потерявшим прочность, бетоном. Выявляется состояние маркировочной окраски трубы, отмостки и геодезических ма-

278

рок, наличие и исправность контрольноизмерительных приборов. Определяется состояние дверей на балконы и светофорные площадки, ворот в цокольной части трубы. Измерение поверхностной прочности железобетонной оболочки ствола дымовой трубы проводится неразрушающим методом согласно ГОСТ 2269088 [3] при помощи измерителя прочности строительных материалов универсального «ОНИКС-2,5» с компьютерным отображением полученных результатов. При выполнении наружного обследования производится фотосъемка наиболее опасных дефектов и повреждений. По результатам обследования составляется карта-развертка наружной поверхности железобетонной оболочки ствола дымовой трубы с нанесением выявленных дефектов и повреждений. Металлоконструкции дымовой трубы. При натурном обследовании выявляется состояние светофорных площадок и ходовой лестницы с ограждением, в том числе: оценка степени коррозии металла, состояние антикоррозионных покрытий, целостность сварных швов, заклепочных и болтовых соединений, деформаций и повреждений отдельных элементов, узлов крепления к железобетонному стволу. Проверяется целостность и исправность оголовка, систем молниезащиты и светоограждения, с оценкой величины сопротивления контура заземления дымовой трубы.

2.3.2. Внутреннее обследование. Проводится при останове дымовой трубы с применением метода промышленного альпинизма. При этом выявляются дефекты и повреждения футеровки, такие как: наличие сквозных отверстий, горизонтальных и вертикальных трещин с их длиной и шириной раскрытия; наличие вздутий, выпучин, роста футеровки; выпадение отдельных кирпичей и мест обрушения кирпичной кладки, разрушений кирпича и раствора от химической коррозии с образованием пустошовки. Определяется состояние перекрытия, разделительной стенки и металлической вставки (при наличии) в трубе. Осуществляется оценка величи-

ны золовых отложений и подтеков конденсата в трубе. Особое внимание при выполнении внутреннего обследования уделяется участкам с аномалиями температуры, выявленными при тепловизионном обследовании. При выполнении внутреннего обследования производится фотосъемка наиболее опасных дефектов и повреждений. По результатам обследования составляется карта-развертка внутренней поверхности футеровки ствола дымовой трубы с нанесением выявленных дефектов и повреждений.

2.3.3.Обследование примыкающих газоходов. Проводится по всему тракту газоходов от дымососов котлоагрегатов до дымовой трубы с оценкой состояния внутренней и наружной поверхностей газоходов с выявлением коррозии, сквозных отверстий, деформаций. Определяется состояние примыканий газоходов к стволу дымовой трубы, наличие отложений и подтеков конденсата в газоходах. Выявляются дефекты и повреждения теплоизоляции, выполняется толщинометрия металла коробов газоходов. При обследовании производится фотосъемка наиболее опасных дефектов и повреждений. По результатам обследования составляются карты-развертки внутренней и наружной поверхностей газоходов с нанесением выявленных дефектов и повреждений, а также план-схема газоходов с указанием зон и величин золовых отложений.

2.3.4. Тепловизионное обследование. Проводится при помощи тепловизора ТН 5104 фирмы NEC (Япония) для выявления скрытых внутренних дефектов, которые невозможно определить традиционным способом обследования с подвесной оснастки (локальное отсутствие тепловой изоляции между стволом и футеровкой, места засоренности воздушного зазора). Тепловизионное обследование проводится: ■ на работающей дымовой трубе, когда все конструктивные ее слои прогреты настолько, что температурное поле на поверхности железобетонной оболочки является квазистационарным;

При натурном обследовании выявляется состояние несущих конструкций, в том числе: бетона, плотность сцепления бетона с арматурой, наличие оголений арматуры и ее прогибов, наличие и ширина раскрытия трещин, отслоений защитного слоя бетона, наличие и размер участков поверхности с «рыхлым», потерявшим прочность, бетоном

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

■ с земли, с точек расположения тепловизионной аппаратуры (минимальное количество точек – 3), позволяющих охватить всю поверхность дымовой трубы; ■ в темное время суток или в пасмурную погоду, при отсутствии атмосферных осадков, тумана и температуре наружного воздуха не ниже -10°С. Основным документом тепловизионного обследования является термограмма поверхности трубы с аномалиями температуры, оконтуренными изотермой.

2.3.5.Определение вертикальности ствола дымовой трубы. Выполняется по методу малых углов в соответствии с «Методическими указаниями по организации и проведению наблюдений за осадкой фундаментов и деформациями зданий и сооружений строящихся и эксплуатируемых тепловых электростанций» (СО 153-34.21.322-2003) [4]. Измерение крена дымовой трубы проводится с применением электронного теодолита Vega ТЕО-5 в несолнечную погоду, либо ранним утром, для исключения влияния одностороннего нагрева ствола трубы солнцем. По результатам измерения крена со-

ставляется схема исполнительной съемки в сравнении фактических измеренных деформаций сооружения с нормативными.

2.3.6.Техническая диагностика (методы, приборы, инструменты). Зрительная труба, бинокль, цифровые фотоаппараты Cannon ixus 800is и Sony cyber-shot, измеритель прочности строительных материалов универсальный «Оникс-2.5», дальномер лазерный DISTO™ classic , тепловизор NEC, ультразвуковой толщиномер А 1209, оборудование и снаряжение для ведения высотных работ методом промышленного альпинизма, электронный теодолит Vega ТЕО-5, штангенциркуль, рулетка, компьютерные станции с программным обеспече-нием для обработки полученных данных.

2.3.7.Специальные анализы материалов конструкций дымовой трубы. Отбор проб бетона несущего ствола или футеровки произво¬дится в необходимых случаях в местах наибольшего повреждения.

2.3.8.Анализ среды эксплуатации. Определение температуры: наружного воздуха, дымовых газов по газоотводящему тракту до дымовой трубы и в ство-

ле трубы, поверхности железобетонной оболочки ствола дымовой трубы, футеровки. Проводится анализ режимных карт, предоставленных эксплуатирующей организацией.

2.3.9.Оценка напряженного деформированного состояния с выполнением поверочных расчетов ствола и конструкций с учетом технического состояния сооружения при выявлении дефектов и повреждений категории опасности «А» на проектные, фактические и прогнозируемые воздействия.

2.4.Составление заключения. Заключение выполняется по завершению изучения и анализа материалов обследования в объеме, предусмотренном настоящей Программой.

2.5.Выдача рекомендаций. Осуществляется для обеспечения дальнейшей безопасной эксплуатации дымовой трубы с указанием согласованных сроков выполнения ремонтно-восстановительных работ на основании составленного по результатам обследования заключения.

3.Перечень подготовительных работ заказчика. Предоставление проектнотехнической, исполнительной и эксплуатационной документации, согласование времени проведения работ, устройство

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

279

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы освещения внутри трубы и газоходов, отключение антенно-фидерных устройств на дымовой трубе по заявке Исполнителя, обеспечение входа-выхода, въездавыезда на территорию ТЭЦ персонала и автотехники, организация движения персонала и автотехники ТЭЦ и подрядных организаций вне этой зоны.

4.Порядок работ Исполнителя по объекту. Обеспечение доступа к конструкциям трубы, соблюдение правил ТБ, ПБ при проведении работ, поддержание порядка в зоне дымовой трубы.

5. Специальные мероприятия 5.1. В случае обнаружения аварийных мест при обследовании дымовой трубы, Исполнитель немедленно в письменной форме уведомляет об этом руководителя ТЭЦ и копию уведомления направляет в Управление Ростехнадзора.

5.2.Выполнение усиления конструкций в целях исключения потери устойчивости конструкций производится специализированной организацией на основании Заключения по обследованию дымовой трубы по отдельно утвержденному и согласованному проекту.

6.Порядок приемки работы. Определен соответствующим Договором между Заказчиком и Исполнителем.

7.Внесение изменений по реализованному обследованию дымовой трубы производится начальником КТЦ и лицами, ответственными за надзор и безопасную эксплуатацию дымовой трубы.

8.Сроки и этапы выполнения работ. Определены соответствующим Договором между Заказчиком и Исполнителем Литература 1. Федеральный Закон № 116 от 20 июня 1997 года «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 20 июня 1997 года.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14 ноября 2013 года № 538.

3. ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля.

4. СО 153-34.21.322-2003 Методические указания по организации и проведению наблюдений за осадкой фундаментов и деформациями зданий и сооружений строящихся и эксплуатируемых тепловых электростанций.

280

Техническое диагностирование портального крана Техническое диагностирование портального крана «Альбатрос», отработавшего нормативный срок службы, с целью определения возможности дальнейшей эксплуатации Евгений КОЙНОВ, эксперт ООО «Алтайскгазэксперт» Владимир МУХИН, директор Ивановского филиала ООО «Инженерный консалтинговый центр «Промтехбезопасность» Виталий ШУЛЯК, генеральный директор ООО «Техноконтроль» Юрий ТАРАТИН, начальник отдела котлонадзора ООО «Экспертная организация «Помор» Артем ОБЕРМАН, заместитель директора ООО ИТЦ «Кран-Эксперт»

В данной статье рассматривается техническое диагностирование портального крана «Альбатрос», отработавшего нормативный срок службы, с целью определения возможности дальнейшей эксплуатации. Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, кран портальный.

Ц

елью технического диагностирования подъемных сооружений, отработавших нормативный срок службы, с целью определения возможности их дальнейшей эксплуатации является документом,

определяющим: ■ техническое состояние подъемного сооружения (крана); ■ работоспособность крана в соответствии с его техническими параметрами;

Таблица 1 1

Дата ввода в эксплуатацию

1971

2

Режим работы

Тяжелый

3

Паспортные данные по допускаемой минимальной температуре эксплуатации, °С

-30

4

Грузоподъемность, т

10,0

5

Вылет, м

22,0

6

Скорости механизмов главного подъема передвижения крана время полного изменения вылета, мин поворота

7

Данные о материалах металлоконструкций, в том числе использованных при ремонте

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

63,0 32 63,0 1,5 Сталь St 38 b-2, St 38-3, St 38-5. ТГЛ 7960

Таблица 2

■ возможность и условия дальнейшей эксплуатации крана до очередного обследования. Кран портальный «Альбатрос» предназначен для выполнения строительномонтажных, погрузочно-разгрузочных и других работ. Технические характеристики представлены в таблице 1. При проведении экспертизы рассмотрены: ■ паспорт подъемного сооружения (инструкции по эксплуатации и обслуживанию); ■ графики технических обслуживаний и ремонтов крана; ■ документы о проведении ремонта (если ремонт проводился); ■ протоколы измерений сопротивлений изоляции и заземления устройств; ■ заключения экспертизы промышленной безопасности, выполненные специализированными организациями; ■ документы об аттестации и проверке знаний ответственных лиц; ■ приказы о назначении ответственных лиц; ■ данные геодезических съемок крановых путей. Результаты проведенной экспертизы кран портального «Альбатрос» представлены в таблице 2. Техническое состояние портального крана «Альбатрос», его установка, условия эксплуатации, соответствуют требованиям Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности, эксплуатационной документации. Допускается дальнейшая эксплуатация портального крана «Альбатрос», согласно паспортных характеристик. Литература 1. Федеральный закон «О промышлен-

№

Наименование показателей

Основные нормативные документы

Оценка соответствия

1

Соответствие системы надзора за безопасной эксплуатацией требованиям федеральных норм и правил в области ПБ и другой документации (наличие: лицензий, договора страхования риска, приказов о назначении ответственных лиц, обученного персонала и т.д.)

ФНП в области ПБ «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых эксплуатируются подъемные сооружения» [2], ФЗ №116-ФЗ [1]

Соответствует

2

Экспертиза системы технического обслуживания и ремонта

ФНП в области ПБ «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых эксплуатируются подъемные сооружения» [2]

Соответствует

3

Соответствие монтажа и установки крана требованиям «Правил» и эксплуатационной документации

ФНП в области ПБ «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых эксплуатируются подъемные сооружения» [2]

Соответствует

3

Техническое состояние объекта экспертизы (общее)

ФНП в области ПБ «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых эксплуатируются подъемные сооружения» [2] ГОСТ 27.002-89 [3]

Соответствует

4

Состояние контролируемых параметров основных несущих элементов металлоконструкций

ФНП в области ПБ «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых эксплуатируются подъемные сооружения» [2] ГОСТ 27.002 [3]

Соответствует

5

Состояние механического оборудования.

ФНП в области ПБ «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых эксплуатируются подъемные сооружения» [2] ГОСТ 27.002-89 [3]

Соответствует

6

Состояние электрооборудования, устройств и приборов безопасности

ФНП в области ПБ «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых эксплуатируются подъемные сооружения» [2] ГОСТ 27.002-89 [3]

Соответствует

Техническое состояние крановых путей

ФНП в области ПБ «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых эксплуатируются подъемные сооружения» [2]

Соответствует

7

ной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых ис-

пользуются подъемные сооружения», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 12 ноября 2013 года № 533.

3. ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные термины и определения.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

281

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Коррозионное повреждение металлоконструкций грузоподъемных кранов

Владимир ТЕТЮКОВ, технический директор ООО «Подъемэнергосервис» (г. Екатеринбург) Александр АКУЛОВ, начальник участка ООО «Подъемэнергосервис» (г. Екатеринбург)

Грузоподъемные краны являются неотъемлемой частью любого предприятия во всех областях промышленности и используются для выполнения различных операций как на открытых площадках, так и в помещениях с различной агрессивностью среды. Естественно, при эксплуатации в агрессивных средах и под воздействием атмосферных осадков их металлоконструкции подвержены коррозии.

К

оррозионное повреждение появляется преимущественно в местах скопления влаги и пыли. Это места металлоконструкций, конструктивно образующие «карманы», щели, в которых может скапливаться и задерживаться на продолжительное время влага. На металлоконструкциях козловых кранов это в основном узлы соединения опор крана с ходовыми тележками и с пролетным строением, а также места соединения частей опоры. На козловых кранах коробчатого сечения, у которых настил проходных галерей закреплен к верхнему поясу пролетных балок при помощи сварки, закономерным местом появления коррозии является часть верхнего пояса, находящаяся под настилом, так как между ними надолго задерживается влага. Ее легко обнаружить, заглянув под настил на торец листа верхнего пояса, который порой расслаивается по всей толщине. Щелевая коррозия возникает в местах, конструктивно образую-

Фото 1. Сквозная коррозия и трещины вертикальной стенки пролетной балки мостового крана

282

щих щели (болтовые, заклепочные соединения). Так как продукты коррозии по объему больше, чем металл, из которого они образовались, происходит распирание элементов конструкции вплоть до обрыва болта или заклепки. На фото 1 приведен пример сквозной коррозии с развитием трещин вертикальной стенки коробчатой балки мостового крана, установленного на открытой эстакаде, лакокрасочное покрытие которого нарушено (дефект обнаружен в процессе проведения экспертизы промышленной безопасности). Увеличивает скорость коррозии и наличие коррозионноактивных частиц пыли, а также эксплуатация грузоподъемных кранов в загазованных средах. В зависимости от степени воздействия среды примерная скорость коррозионного повреждения по некоторым данным может составлять: 0,01 мм в год – неагрессивная; 0,05 мм в год – слабоагрессивная; 0,1 мм в год – среднеагрессивная; >0,1 мм в год – сильноагрессивная [1]. Скорость развития коррозионного повреждения на поверхности металла и в щели может быть различной и это зависит от разных факторов (концентрации коррозионноактивных газов и паров, времени пребывания влаги на поверхности и в щели, ширины щели и т.д.) [2]. При обнаружении коррозионного повреждения определяется площадь ее распространения и величина. Величина коррозионного повреждения не должна быть больше 10% от площади номинального сечения элемента, указанной в сор­таменте. При превышении указанной величины требуется подтвердить прочность элемента или конструкции в

целом расчетом. Определение величины коррозионного повреждения выполняется с помощью измерительных инструментов, с применением неразрушающего контроля – ультразвуковая толщинометрия. Для применения ультразвуковых толщиномеров производят зачистку поверхности до металлического блеска. Трудности при измерении связаны с тем, что коррозионное повреждение образует неровности поверхности элемента. По мере проведения зачистки металла для возможности установить преобразователь ультразвукового толщиномера появляются небольшие участки блеска металла, между которыми имеются площадки с коррозией, глубина которых может быть различна. Такие площадки являются концентраторами напряжений и при воздействии переменных нагрузок могут вызывать усталостные трещины. Встречаются ситуации, когда коррозионное повреждение носит локальный характер (местное попадание влаги на ограниченный участок конструкции или ее элемента в течение продолжительного времени), вплоть до сквозного. Такое повреждение по отношению к номинальной площади поперечного сечения элемента может оказаться менее 10%, но является концентратором напряжения и должно быть устранено. Для предотвращения появления коррозии в зависимости от агрессивности среды применяют коррозионно-стойкие стали, а также используют различные защитные материалы металлоконструкций, которые по мере эксплуатации необходимо обновлять. Некоторые производства имеют сильноагрессивные среды с повышенной влажностью, в которых даже современные защитные покрытия не работают продолжительное время и требуют частого обновления. Литература 1. Проектирование металлических конструкций: Спец. Курс / Бирюлев В.В., Кошин И.И., Крылов И.И., Сильвестров А.В.

– Л.: Стройиздат, 1990 – 432 с.: ил.

2. Розенфельд И.Л. Коррозия и защита металлов. – М.: Изд-во «Металлургия», 1969. – 448 с.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

О причинах разрушения тормозных связей на рельсовых путях мостовых кранов

Евгений КУЗНЕЦОВ, кандидат технических наук, директор ООО «Уральский информационный центр «Прогресс» (г. Екатеринбург) Владимир ТЕТЮКОВ, технический директор ООО «Подъемэнергосервис» (г. Екатеринбург) Александр АКУЛОВ, начальник участка ООО «Подъемэнергосервис» (г. Екатеринбург)

Из практики комплексного обследования рельсовых путей известно много случаев разрушения тормозных связей, соединяющих верхние пояса подкрановых балок с колоннами. Организации, производящие их ремонт, часто ограничиваются заваркой трещин и усилением с помощью накладок, то есть устраняют следствие без выявления причины разрушения. По местам таких ремонтов вновь возникают трещины и разрывы. Ключевые слова: техническое состояние, неразрушающий контроль.

В

озможными причинами разрушений могут быть: 1. Неправильная укладка направляющих рельсового пути. Здесь возникают две ситуации: ■ первая, когда есть криволинейный участок пути обеих рельсовых нитей или одного рельса, что приводит к трению при поперечном скольжении колеса (колес) по рельсу, пока реборда колеса не коснулась головки рельса, и дальнейшему движению крана с перекосом, когда реборда колеса заденет за головку рельса. Горизонтальная нагрузка на рельс (а следовательно, и на тормозные связи) при поперечном скольжении может достигать 20% от вертикальной нагрузки [1]. В действующих Федеральных нормах и правилах в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения» [2] не регламентировано отклонение от прямолинейности рельсов в плане в отличие от международного стандарта ISO 12488-1:2005 [3]; ■ вторая, когда ширина колеи рельсового пути больше пролета крана (имеется расширение колеи порядка 30 мм) и наружные реборды колес крана как бы сжимают колею, создавая боковые нагрузки на головки рельсов в направ-

лении от колонн; при этом тормозные связи работают на растяжение. Проблема решается выправкой рельсовых путей, причем ширину колеи направляющих необходимо принимать по фактической ширине колеи крана, так как возникают случаи различия пролета крана по паспорту и фактически.

2. Движение крана с перекосом вследствие причин, природа которых заложена в самом кране. Данные причины делятся на две группы: неправильная установка ходовых колес и различия в характеристиках механизмов передвижения, установленных на разных сторонах крана. Ходовые колеса могут быть установлены с отклонениями (в разные стороны) в плане от оси прямолинейного рельса. Требуется измерение положения колес и их переустановка [4]. Если на рельсовом пути работает не один кран, то вначале надо определить, какой кран (краны) движется с перекосом. Это несложно сделать, наблюдая сверху, с площадки крана, за качением приводных колес. Желательно, чтобы такое наблюдение вели два человека, находящиеся на разных сторонах крана. Различия в характеристиках механизмов передвижения могут быть следующие: ■ разная частота вращения двигатеТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

лей (один двигатель был в перемотке, а другой – нет); ■ разные сопротивления в цепях роторов двигателей с фазным ротором; ■ разные диаметры приводных колес (одно колесо было в ремонте, а другое – нет). Данный параметр приводит к перекосу и у кранов с центральным приводом; ■ разная регулировка тормозов; ■ разный угловой люфт в муфтах и зубчатых передачах.

3. Разные вертикальные нагрузки на ходовые колеса крана. Такая ситуация возникает при работе крана с грузовой тележкой, расположенной у одного края моста. Так как двигатели приводов механизма передвижения крана имеют одинаковую мощность и не имеют обратной связи по нагрузке на колеса, то крутящие моменты на их валах будут при этом разные, а значит, и разгон двигателей будет происходить по-разному. И, как следствие, возникновение перекоса моста крана при движении. Для недопущения повторного разрушения тормозных связей необходим комплексный подход к решению проблемы, то есть рассмотрение системы «кран-рельсовый путь» и выявление причины появления трещин.

Литература 1. Ганновер Х., Марквардт Х. Грузоподъемные краны. 1. – сокращ. пер. с немец. Под ред. М.П. Александрова. М.: Машиностроение, 1981.

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения» (утверждены приказом Ростехнадзора от 12 ноября 2014 года № 533).

3. ISO 12488-1:2005(Е) «Краны. Допуски для колес и для продольных и поперечных крановых путей. Часть 1: Общие положения».

4. Птухин С.В., Кузнецов Е.С. Контроль положения и установка ходовых колес кранов // Безопасность труда в промышленности. – 2010, № 2. – С. 32.

283

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Требования к прочности грузоподъемных кранов, принятые в нормах НП-043 Нормы НП-043 для машин, применяющихся на объектах использования ядерной энергии УДК 66-7 Анатолий КОЛМАКОВ, начальник отдела ЭПБ ГПС, эксперт ООО «НЭКС» (г. Новосибирск) Андрей НЕБОРСКИЙ, директор, эксперт ООО «НЭКС» (г. Новосибирск) Владимир ШИШКИН, эксперт, начальник отдела ЭПБ ЗС ООО «НЭКС» (г. Новосибирск) Дмитрий ЕРОШИН, заместитель директора, эксперт ООО «НЭКС» (г. Новосибирск) Игорь ШЕВЦОВ, эксперт ООО «НЭКС» (г. Новосибирск)

В Федеральных нормах и правилах в области использования атомной энергии «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов для объектов использования атомной энергии» (НП-043) приведены дополнительные требования к обеспечению прочности кранов. Такие нормативные требования установлены в виде дополнительных коэффициентов, применяющихся в методике производства статических испытаний и к общим требованиям к прочности кранов. Ключевые слова: опасный производственный объект, нормы и правила, промышленная безопасность, атомная промышленность, НП-043, грузоподъемный кран, номинальная грузоподъемность, прочность циклическая, циклическая нагрузка, ресурс, группа классификации крана, режим эксплуатации, соответствие нормам.

В

разделе «Общие требования» Федеральных норм и правил «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов для объектов использования атомной энергии» приведена норма соответствия основных несущих элементов конструкции крана расчетной группе классификации (режима) А5, для кранов, применяющихся в составе объектов группы опасности Б, и А7, для кранов на объектах опасности группы А. Такое количество дополнительных требований к прочности объекта, установленных в одном нормативном документе, нехарактерно и требует отдельного анализа для их обоснованного и рационального применения. В настоящей статье представлена оценка веса действия каждого из дополнительных условий и показано, что реализация каждого из условий увеличивает общий

284

запас прочности кранов от 2 до 3,5 раза. При совместном применении дополнительных условий обеспечения безопасности запас прочности может составить от 2,5 до 6 раз. Путем взвешенного комплексирования дополнительных условий к обеспечению прочности и надежности эксплуатации грузоподъемных кранов на объектах использования ядерной энергии, не снижая уровня требований к прочности и надежности, можно обеспечить их выполнение при увеличении общего запаса прочности крана не более 2,5 раза. «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов для объектов использования атомной энергии» (НП-043-03) содержат три дополнительных требования по обеспечению прочности объектов в ожидаемых усло-

виях применения по отношению к грузоподъемным кранам общепромышленного назначения, эксплуатация которых регламентируется Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности [1, 2]: 1) требование производства статических испытаний нагрузкой, в 1,5 раза превышающей номинальную грузоподъемность крана; 2) обеспечение прочности ответственных элементов конструкции (деталей и частей крана, непосредственно воспринимающих нагрузку от рабочего органа) с дополнительным коэффициентом прочности 1,25; 3) обеспечение соответствия параметров прочности на действие нагрузок циклического характера, соответствующих группе классификации (режиму) А7, для кранов, применяющихся на объектах опасности группы А, и А5 для кранов на объектах опасности группы Б [1]. Первые два дополнительных условия установлены в виде коэффициентов к расчетным условиям обоснования прочности. Их применение привычно и однозначно трактуется специалистами. Третье условие, параметр «группа классификации», является комплексной величиной, учитывающей сложным образом влияние ряда взаимозависимых параметров эксплуатации крана. Поэтому не очевидна разница значений групп классификации А5 и А7 для различных сочетаний характеристик модели эксплуатации. Определение «группы классификации» крана по ИСО4301-86 (таблица 3) и ГОСТ 27553-87 позволяет перевести эту норму в разряд однозначно понимаемых величин, таких, как номинальная грузоподъемность, нагрузка, запас прочности, количество циклов нагружения, при условии равной повреждаемости объекта, для конкретного сочетания ожидаемых условий эксплуатации.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Действию нагрузки, вызываемой подъемом и перемещением груза, подвергаются все части крана, поэтому примечание в тексте НП-043-03 о том, что дополнительные условия прочности распространяются на части крана, непосредственно воспринимающие нагрузку, должно автоматически распространяться на все части крана. Рассмотрим дополнительные требования.

1. Статические испытания крана производятся редко, обычно не чаще 1 раза в год. Статические испытания крана – это один из эксплуатационных режимов, для которого применимы все расчетные эксплуатационные условия, включая требования учета динамических факторов действия нагрузок, возникающих при подъеме и опускании грузов. Можно рассматривать это требование как дополнительный коэффициент обеспечения прочности. С учетом того, что при проектировании кранов общий коэффициент запаса прочности не назначается менее 1,6 для режима статических испытаний по НП043, получается минимальное значение запаса прочности – 2,4 [5, 6, 7].

2. Условие 2 введено совместно с прочими коэффициентами запаса прочности, как дополнительное к ним, и принимается равным 1,25. Минимальное значение произведения коэффициентов безопасности, используемое при проектировании крана общепромышленного применения, не назначается менее 1,6, с дополнительным коэффициентом по НП043, общий минимальный запас прочности крана составит до 2,0 [5, 6]. В документе НП-043 отсутствует указание на характер применения дополнительных коэффициентов прочности, но обычно коэффициенты безопасности назначаются для применения с нарастающим итогом [7]. Если рассматривать явно указанный в нормах дополнительный коэффициент прочности 1,25 и применять его ко всем режимам эксплуатации, то расчетное обоснование статической прочности должно быть выполнено с запасом прочности 2.41.25 = 3,0.

3. Условие 3 может быть сведено к требованию эквивалентного изменения номинальной грузоподъемности или допустимого числа циклов эксплуатации крана при номинальной нагрузке (ресурса). Выражение, принятое в ИСО4301-86 и ГОСТ 27553-87 для подсчета коэффициента распределения нагрузки, представляет собой выражение для определения эквивалентной повреждаемости изделия по нагрузке, характерной для номинальной грузоподъемности с коэффициентом наклона кривой выносливости, равным трем. Это позволяет, изменяя базу при-

Таблица 1. Значения КQ для различных случаев сочетания расчетных условий Расчетная группа режима по проекту

Оцениваемая группа классификации (режима) А3 (U3, 1,25х105)

А4 (U4, 2,5х105)

А5 (U5, 5х105)

А6 (U6, 1х106)

А7 (U7, 2х106)

А8 (U8, 4х106)

А1-А3

1,00

1,26

1,588

2,00

2,52

3,175

А4-А5

0,63

0,794

1,00

1,26

1,588

2,00

А6-А7

0,50

0,63

0,794

1,00

1,26

1,588

А8

0,315

0,397

0,50

0,63

0,794

1,00

ведения, рассчитывать число циклов нагружения (ресурс), которое при выбранной базе приведения (номинальной нагрузке) даст равное значение расчетной повреждаемости машины. Таким образом, этот подход позволяет при известном, заданном в эксплуатационных документах значении номинальной грузоподъемности (Qном) и ресурсе эксплуатации (числе рабочих циклов нагружения, с амплитудным значением нагрузки не превышающим Qном), рассчитать новое значение поминальной грузоподъемности, Qном-н, или число циклов нагружения, обеспечивающие в изменившихся ожидаемых условиях эксплуатации равную с принятой при проектировании машины расчетную повреждаемость. Характер и величина необходимого изменения номинальной нагрузки для обеспечения соответствия норме определяются значением коэффициента эквивалентного снижения номинальной грузоподъемности КQ. Таким образом, если необходимо сохранить номинальную грузоподъемность машины, то это условие эквивалентно введению соответствующего дополнительного коэффициента прочности. Значения КQ для различных сочетаний данных проекта и ожидаемых условий применения (режима) приведены в таблице 1. Для выполнения соответствия крана рассматриваемой норме НП-043 потребуется дополнительный запас прочности от 1,0 до 2,5 (таблица 1). Если рассматривать это условие как дополнительное

требование к уже имеющимся условиям расчета на прочность, то при его реализации общий запас прочности может увеличиться с 3,0 до 7,6. Следовательно, для часто встречающихся случаев, когда кран спроектирован для применения в режиме А5, а нормами предписано его соответствие режиму А7, при отдельном учете этого требования, без иных дополнительных норм, требующееся снижение номинальной паспортной грузоподъемности (повышение запаса прочности, введение дополнительного коэффициента прочности), для обеспечения соответствия крана нормативному требованию, коэффициент составляет 1,6. Для крана, спроектированного для применения в режиме А4, данный коэффициент равен 2.0, а для крана, спроектированного для А3 – 2,5. С учетом минимальных значений коэффициента запаса прочности для кранов общепромышленного применения, спроектированных в группе классификации А5, общий запас прочности для кранов, применяющихся на опасных производственных объектах группы А, при выполнении норм НП-043, поднимается до значения 2,56. При учете необходимости обеспечения прочности в режиме статических испытаний, минимальный запас прочности должен достигать 3,84. Для кранов, спроектированных в группах классификации А2-А3 (для легкого режима эксплуатации), выполнение норм НП-043 требует наличия запаса прочности до 6,0, а в отдельных случаях и более.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

285

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Тексты НП-043 не предполагают совместного применения рассматриваемых норм, однако прямое указание на это обстоятельство в них отсутствует. При раздельном рассмотрении действия дополнительных условий прочности (на основании НП-043-03), в практических целях, разумно ограничиться одним условием, требующим учета более высокого уровня дополнительного коэффициента безопасности в соответствии с принципом поглощения. Это позволяет снизить потребные запасы прочности конструкции до 2–2,5, при условии полного выполнения требований НП-043. Такой подход позволит продолжить эксплуатацию имеющегося парка грузоподъемных машин и существенно уменьшить дополнительные расходы на эксплуатацию. Нормы, устанавливающие дополнительные требования по обеспечению прочности конструкций крана – инструмент, которым необходимо пользоваться взвешенно и осторожно. Литература 1. Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов для объектов использования атомной энергии» (НП-043-03), утверждены приказом Ростехнадзора за № 1/97 от 19 июня 2003 года.

2. Федеральные нормы и правила промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения» (утверждены приказом Ростехнадзора за № 533 от 12 ноября 2013 года).

3. ИСО4301-86 «Краны и подъемные устройства. Классификация».

4. ГОСТ 27553-87 «Краны стреловые самоходные. Классификация по режимам работы».

5. ГОСТ 28609-90 «Краны грузоподъемные. Основные положения расчета».

6. Брауде В.И. Справочник по кранам: в 2 т., Т.1. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов, их приводов и металлических конструкций. Под общ. ред. Гохберга М.М. Л. Машиностроение. Ленинград. Отделение, 1988. 536 с.

7. Вершинский А.В. Расчеты металлических конструкций кранов в примерах / Вершинский А.В., Шубин А.Н. Ч.2. М., Изд. МВТУ им. Баумана, 1993. – 57 с.

8. Липатов А.С. Методические указания по проведению обследования кранов с целью определения возможности их дальнейшей эксплуатации / Липатов А.С., Воронцов Г.А. и др. М. Изд. ВНИИПТМАШ, 1991. – 54 с.

286

Экспертиза ПБ на грузоподъемных сооружениях УДК 66-7 Андрей НЕБОРСКИЙ, директор, эксперт ООО «НЭКС» (г. Новосибирск) Анатолий КОЛМАКОВ, начальник отдела ЭПБ ГПС, эксперт ООО «НЭКС» (г. Новосибирск) Владимир ШИШКИН, эксперт, начальник отдела ЭПБ ЗС ООО «НЭКС» (г. Новосибирск) Дмитрий ЕРОШИН, заместитель директора, эксперт ООО «НЭКС» (г. Новосибирск) Игорь ШЕВЦОВ, эксперт ООО «НЭКС» (г. Новосибирск)

На сегодняшний день переход к современным механизмам, позволяющим улучшить производственные процессы, невозможен без эффективного использования достижений научно-технического прогресса, научных достижений, ресурсов, снижения ущерба от аварий и травматизма. Данная проблема требует научно обоснованных подходов к организации и обеспечению безопасности во всех без исключения отраслях промышленности, в частности там, где применяются грузоподъемные сооружения, так как они относятся к опасным производственным объектам (ОПО) [1, 3]. Известно, что процесс работы на ОПО может сопровождаться человеческими жертвами, значительным моральным и материальным ущербом, что является следствием обострения противоречий между изношенной материально-технической базой и способами ее использования.

Н

а сегодняшний день действует система управления промышленной безопасностью, цель которой – создание качественных методов и средств, способствующих уменьшению аварийности и травматизма на опасных производственных объектах. Кроме того, необходимо отметить, что контроль и мониторинг за состоянием промышленных сооружений, подъемных сооружений необходимо осуществлять для предотвращения возникновения критических ситуаций. Таким образом, это будет способствовать сохранению материально-технической базы предприятий и позволит избежать потерь среди работников отрасли. Поэтому необходимо понимать значимость проведения экспертизы промышленной безопасности на опасных производственных объектах, подъемных сооружений и т.д. [1, 2, 4]. На основании ФЗ № 116 (статья 13) экс-

пертизе промышленной безопасности подлежат: ■ документация на консервацию или ликвидацию опасного производственного объекта; ■ документация на техническое перевооружение опасного производственного объекта в случае, если указанная документация не входит в состав проектной документации такого объекта, подлежащей экспертизе в соответствии с законодательством о градостроительной деятельности; ■ технические устройства, которые применяются на опасном производственном объекте, если иная форма оценки соответствия этих технических устройств не установлена техническими регламентами; ■ здания или сооружения на опасном производственном объекте, предназначенные для осуществления технологических процессов, хранения сырья или

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

продукции, перемещения людей и грузов, локализации или ликвидации последствий аварий; ■ декларация промышленной безопасности, разрабатываемая в составе документации на техническое перевооружение (если указанная документация не входит в состав проектной документации опасного производственного объекта, подлежащей экспертизе в соответствии с законодательством о градостроительной деятельности), консервацию, ликвидацию опасного производственного объекта, или вновь разрабатываемая декларация промышленной безопасности; ■ обоснование безопасности опасного производственного объекта, а также изменения, вносимые в обоснование безо­пасности опасного производственного объекта. Для проверки, например, качества используемого оборудования и подъемных сооружений используется определенный вид экспертизы, одной из целей которой является проверка соответствия используемых объектов установленным требованиям промышленной безопасности. Данное исследование основано на принципах всеобщности исследуемых деталей, объективности, достоверности информации, а также независимости обследования. Срок проведения данной экспертизы зависит от величины исследуемого объекта и сложности проведения исследований. Однако он не должен превышать 3 месяцев с момента получения заявки на проведение подобной экспертизы от заказчика. Кроме того, к данному заказу должен прилагаться весь комплекс сопроводительных документов. Право осуществлять подобные экспертизы имеют организации, которые имеют лицензию для осуществления данного вида деятельности. Антимонопольное законодательство запрещает указанным субъектам проводить экспертизу на тех подъемных сооружения и объектах промышленности, которые прямо или косвенно имеют связь с участниками экспертной группы. Заключение, которое выдает экспертная организация, будет считаться неправомерным, если будут обнаружены нарушения в проведении исследования. Проведение экспертизы подъемных сооружений и других объектов промышленности основывается не только на проверке физического состояния исследуемого объекта, но и сверке предоставленной заказчиком документации, а также операционно-расчетной документации.

Правила оформления установлены в законодательных актах и регулируются нормами федеральных законов, а также регламентами органов промышленной безопасности. Копия заключения вносится в Единый реестр Ростехнадзора по месту нахождения исследуемого сооружения. Также заключение в электронной форме регистрируется в Реестре экспертиз и деклараций, который входит в комплексную систему информатизации Ростехнадзора. Данные проведения экспертизы вносятся в Реестр в течение 5 дней со дня предоставления информации. Если степень переданных документов не обладает полным набором необходимой информации или данные неточны, то данная документация возвращается заявителю. В течение 3 дней Ростехнадзор направляет уведомление об отказе внесения данных в Реестр. В случае, когда переданные документы соответствуют регламенту, заявителю направляется уведомление о внесении информации в Реестр, а также, при наличии электронного адреса, отправляется электронное уведомление. На протяжении всего срока, указанного в заключении экспертизы, данные исследования будут храниться в региональном отделении органов промышленной безопасности. Заключение может быть использовано в целях, установленных Федеральным законом от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» только с момента его внесения в реестр. Следовательно, проведение экспертизы является неотъемлемым элементом успешной и безопасной деятельности любого грузоподъемного сооруже-

ния или промышленного предприятия, на котором используются грузоподъемные сооружения. Необходимо отметить, что немаловажным фактором является нормативно-правовая база, регламентирующая данную отрасль, поскольку именно наличие законодательной базы дает непосредственный стимул к созданию условий, благоприятствующих обеспечению промышленной безопасности, защиты окружающей среды и жизни и здоровью работников [4, 5]. Литература 1. Гарькин И.Н. Анализ причин обрушений промышленных зданий // Мат. междунар. заоч. конф. «Технические науки: проблемы и перспективы» – СПб: Издво Молодой ученый. 2011. С. 27–29.

2. Нежданов К.К., Кузьмишкин А.А., Гарькин И.Н. Перспективные профили для строительных конструкций // Новый университет № 5–6. 2013, изд. Коллоквиум, г. Йошкар-Ола, с.14–18.

3. Ниц А.А. Принципы и способы формирования технологии управления промышленной безопасностью; на примере ОАО «Самаранефтегаз»; автореф. дис. канд. техн. наук / Ниц А.А. – Самара. 2009. – 16 с.

4. Постановление Правительства РФ от 4 июля 2012 года № 682 «О лицензировании деятельности по проведению экспертизы промышленной безопасности».

5. Фадеева Г.Д. Экспертиза промышленной безопасности зданий и сооружений: характерные проблемы / Фадеева Г.Д., Гарькин И.Н., Забиров А.И. // Молодой ученый. 2014. № 4. С. 285–286.

6. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

287

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Об особенностях проведения плановых проверок субъектов малого предпринимательства Сергей ВОТЯКОВ, генеральный директор ООО «АльянсЭксперт» (г. Мегион) Евгений ИВАЩЕНКОВ, технический директор ООО «АльянсЭксперт» (г. Мегион) Олег ЯНГУБАЕВ, начальник ЛНК ООО «АльянсЭксперт» (г. Мегион) Алексей ВИГАНТ, руководитель экспертной группы ООО «АльянсЭксперт» (г. Мегион) Сергей КОРОЛЕВ, главный специалист экспертной группы ООО «АльянсЭксперт» (г. Мегион)

Федеральным законом от 13 июля 2015 года № 246-ФЗ была внесена дополнительная статья в Федеральный закон от 26 декабря 2008 года № 294-ФЗ «О защите прав юридических лиц и индивидуальных предпринимателей при осуществлении государственного контроля (надзора) и муниципального контроля», а именно – статья 26.1 «Особенности организации и проведения в 2016–2018 годах плановых проверок при осуществлении государственного контроля (надзора) и муниципального контроля в отношении субъектов малого предпринимательства».

П

режде чем рассматривать положения указанной статьи, необходимо понять, кто является субъектом малого предпринимательства. В соответствии со Статьей 4 Федерального закона от 24 июля 2007 года № 209ФЗ к категории субъектов малого предпринимательства относятся юридические лица: ■ в уставном капитале которых суммарная доля участия Российской Федерации, субъектов Российской Федерации, муниципальных образований не превышает двадцать пять процентов; ■ средняя численность работников за предшествующий календарный год не превысила ста человек включительно, причем среди малых предприятий выделяются микропредприятия – до пятнадцати человек; ■ выручка от реализации товаров (работ, услуг) без учета налога на добавленную стоимость или балансовая стоимость активов (остаточная стоимость основных средств и нематериальных активов) за предшествующий календарный год не превысила предельные значения, установленные Правительством Российской Федерации для каждой категории субъектов малого и среднего предпринимательства.

288

На текущий момент Постановлением Правительства РФ от 13 июля 2015 года № 702 «О предельных значениях выручки от реализации товаров (работ, услуг) для каждой категории субъектов малого и среднего предпринимательства» установлены предельные значения выручки: ■ микропредприятия – 120 миллионов рублей; ■ малые предприятия – 800 миллионов рублей. Средняя численность работников микропредприятия и малого предприятия

определяется с учетом всех его работников, в том числе работников, работающих по гражданско-правовым договорам или по совместительству с учетом реально отработанного времени, работников представительств, филиалов и других обособленных подразделений. Выручка от реализации товаров (работ, услуг) определяется в порядке, установленном Налоговым кодексом Российской Федерации. Возвращаясь к сути изменений. В части 1 статьи 26.1. Федерального закона от 26 декабря 2008 года №294-ФЗ установлено, что с 1 января 2016 года по 31 декабря 2018 года плановые проверки в отношении юридических лиц, индивидуальных предпринимателей, отнесенных к субъектам малого предпринимательства, не проводятся. Однако такое решение распространяется не на все случаи. Во-первых, данное послабление не распространяется на виды деятельности, перечень которых устанавливается Правительством Российской Федерации в соответствии с частью 9 статьи 9 Федерального закона от 26 декабря 2008 года № 294-ФЗ, в том числе, когда юридические лица, индивидуальные предприниматели, осуществляют деятельность в сфере теплоснабжения, в сфере электроэнергетики, в сфере энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Во-вторых, в соответствии с частью 8 статьи 9 рассматриваемого Федерального закона, а также в соответствии с иными федеральными законами, устанавливающими особенности организации и проведения проверок, орган государственного контроля (надзора) вправе принять решение о включении в ежегодный план проведения плановых проверок проверки в отношении юридических лиц, индивидуальных предпринимателей, являющихся субъектами малого предпринимательства, на которых ранее было вынесено вступившее в законную силу постановление о назначении административного наказания за совершение грубого нарушения, определенного в соответствии с Кодексом Российской Федерации об административных правонарушениях, или административного наказания в виде дисквалификации или административного приостановления деятельности либо принято решение о приостановлении и (или) аннулировании лицензии, выданной в соответствии с Федеральным законом от 4 мая 2011 года № 99-ФЗ «О лицензировании отдельных видов деятельности», и с даты окончания проведения проверки, по результатам которой вынесено такое постановление либо принято такое решение, прошло менее трех лет. В-третьих, положения статьи 26.1. Федерального закона от 26 декабря 2008 года № 294-ФЗ не применяются в отношении: 1) федерального государственного надзора в области промышленной безопасности и федерального государственного пожарного надзора в отношении юридических лиц, индивидуальных предпринимателей, эксплуатирующих опасные производственные объекты I или II класса опасности; 2) федерального государственного надзора в области безопасности гидротехнических сооружений в отношении юридических лиц, индивидуальных предпринимателей, эксплуатирующих гидротехнические сооружения I или II класса опасности; 3) государственного экологического надзора в отношении юридических лиц, индивидуальных предпринимателей, эксплуатирующих объекты, оказывающие негативное воздействие на окружающую среду, I или II категории; 4) федерального государственного надзора в области обеспечения радиационной безопасности; 5) федерального государственного контроля за обеспечением защиты государственной тайны; 6) лицензионного контроля в отношении управляющих организаций, осущест-

В рамках реализации поставленных задач о снижении давления контролирующих органов на бизнес, данные облегчения снимают определенную нагрузку на значительную часть предпринимателей, а с учетом дальнейшей направленности на рискориентированные формы подхода к контрольной деятельности также и для других категорий бизнеса вляющих деятельность по управлению многоквартирными домами; 7) внешнего контроля качества работы аудиторских организаций, определенных Федеральным законом от 30 декабря 2008 года № 307-ФЗ «Об аудиторской деятельности»; 8) федерального государственного надзора в области использования атомной энергии. Во всех остальных случаях субъект малого предпринимательства вправе подать в орган государственного контроля (надзора) заявление об исключении из плана проверок мероприятий по проверке в отношении себя, если полагает, что проверка включена в ежегодный план проведения плановых проверок в нарушение положений настоящей статьи. Органам государственного контроля установлена обязанность при формировании ежегодных планов проверок получать информацию об отнесении субъекта к малым по системе межведомственного взаимодействия. В случае если проверка начата, то предусмотрена обязанность проверяющих должностных лиц разъяснять руководителю, иному должностному лицу или уполномоченному представителю проверяемой стороны содержание положений настоящей нормы. Если после этого был документаль-

но подтвержден факт отнесения лица, в отношении которого проводится плановая проверка к субъекту малого предпринимательства, проверка прекращается, о чем составляется акт. Если должностные лица не сочли нужным разъяснять руководству требований, установленных данной статьей и все же провели проверку, это является грубым нарушением требований законодательства, результаты проверки подлежат отмене вышестоящим органом государственного контроля (надзора) или судом на основании заявления юридического лица, индивидуального предпринимателя. В рамках реализации поставленных задач о снижении давления контролирующих органов на бизнес, данные облегчения снимают определенную нагрузку на значительную часть предпринимателей, а с учетом дальнейшей направленности на риск-ориентированные формы подхода к контрольной деятельности также и для других категорий бизнеса. Вместе с тем, не стоит забывать об ответственности самого сообщества предпринимателей, ведь послабление не значит отмену контроля как такового, и нарушения требований законодательства повлекут применение других норм, предусматривающих меры воздействия на нарушителей.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

289

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Анализ риска опасных производственных объектов Сергей ВОТЯКОВ, генеральный директор ООО «АльянсЭксперт» (г. Мегион) Евгений ИВАЩЕНКОВ, технический директор ООО «АльянсЭксперт» (г. Мегион) Олег ЯНГУБАЕВ, начальник ЛНК ООО «АльянсЭксперт» (г. Мегион) Алексей ВИГАНТ, руководитель экспертной группы ООО «АльянсЭксперт» (г. Мегион) Сергей КОРОЛЕВ, главный специалист экспертной группы ООО «АльянсЭксперт» (г. Мегион)

Вероятность возникновения аварии существует практически для любого опасного производственного объекта. Основной задачей системы управления промышленной безопасностью является способность управлять рисками с помощью методики их выявления и оценки, формировать цели и задачи по устранению неприемлемых рисков, проводить внутренние аудиты, анализ и управление финансовыми потоками, направленными на устранение или снижение рисков, обосновав при этом техническую возможность, экономическую целесообразность и социальную ответственность такого процесса.

П

ри этом задачи анализа риска аварий на опасных производственных объектах заключаются в предоставлении лицам, принимающим решение, объективной информации о состоянии промышленной безопасности объекта: сведений о наиболее опасных, «слабых» местах с точки зрения безопасности; обоснованных рекомендаций по уменьшению риска. Основными нормативными документами для проведения анализа риска являются: ■ РД 03-418-01 «Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов», устанавливающие основные определения в области анализа риска, методические принципы и методы анализа, требования к оформлению результатов; ■ ГОСТ 22.0.05-94 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения». Процесс проведения анализа риска включает следующие основные этапы: ■ планирование и организация работ; ■ идентификация опасностей; ■ оценка риска; ■ разработка рекомендаций по уменьшению риска. Каждый этап анализа риска следует оформлять в соответствии с требова-

290

ниями к оформлению результатов анализа риска.

1. Планирование и организация работ. На этапе планирования работ следует определить анализируемый опасный производственный объект и дать его общее описание, описать причины и проблемы, которые вызвали необходимость проведения анализа риска, определить и описать источники информации об опасном производственном объекте, указать ограничения исходных данных, финансовых ресурсов и другие обстоятельства, определяющие глубину, полноту и детальность проводимого анализа риска, определить цели и задачи проводимого анализа риска, обосновать используемые методы анализа риска; определить критерии приемлемого риска. Для обеспечения качества анализа риска следует использовать знание закономерностей возникновения и развития аварий на опасных производственных объектах. Если существуют результаты анализа риска для подобного опасного производственного объекта или аналогичных технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, то их можно применять в качестве исходной информации. При этом следует показать, что объекты и процессы подобны, а имеющиеся отличия не будут

вносить значительных изменений в результаты анализа. Цели и задачи анализа риска могут различаться и конкретизироваться на разных этапах жизненного цикла опасного производственного объекта. На этапе эксплуатации или реконструкции опасного производственного объекта целью анализа риска может быть: проверка соответствия условий эксплуатации требованиям промышленной безопасности; уточнение информации об основных опасностях и риска (в том числе при декларировании промышленной безопасности); совершенствование инструкций по эксплуатации и техническому обслуживанию, планов ликвидации (локализации) аварийных ситуаций на опасном производственном объекте; оценка эффекта изменения в организационных структурах, приемах практической работы и технического обслуживания в отношении совершенствования системы управления промышленной безопасностью. При выборе методов анализа риска следует учитывать цели, задачи анализа, сложность рассматриваемых объектов, наличие необходимых данных. Приоритетными в использовании являются методические материалы, согласованные или утвержденные Ростехнадзором или иными федеральными органами исполнительной власти. Основным требованием к выбору или определению критерия приемлемого риска является его обоснованность и определенность. При этом критерии приемлемого риска могут определяться нормативной документацией на этапе планирования анализа риска и (или) в процессе получения результатов анализа. Критерии приемлемого риска следует определять исходя из совокупности условий, включающих определенные требования безопасности и количественные показатели опасности. Условие приемлемости риска может выражаться в виде условий выполнения определенных требований безопасности, в том числе количественных критериев. Основой для определения критериев приемлемого риска являются: нормы и правила промышленной безопасности или иные документы по безопасности в анализируемой области; сведения

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

о происшедших авариях, инцидентах и их последствиях; опыт практической деятельности; социально-экономическая выгода от эксплуатации опасного производственного объекта.

2. Идентификация опасностей. Основные задачи этапа идентификации опасностей – выявление и описание всех источников опасностей и путей (сценариев) их реализации. Это ответственный этап анализа, так как не выявленные на этом этапе опасности не подвергаются дальнейшему рассмотрению. При идентификации следует определить, какие элементы, технические устройства, технологические блоки или процессы в технологической системе требуют более серьезного анализа и какие представляют меньший интерес с точки зрения безопасности. Для идентификации опасностей рекомендуется применять методы, изложенные ниже. Результатом идентификации опасностей являются перечень нежелательных событий, описание источников опасности, факторов риска, условий возникновения и развития нежелательных событий (например, сценариев возможных аварий), предварительные оценки опасности и риска. Идентификация опасностей завершается также выбором дальнейшего направления деятельности. В качестве вариантов дальнейших действий могут быть решение прекратить дальнейший анализ ввиду незначительности опасностей или достаточности полученных предварительных оценок; решение о проведении более детального анализа опасностей и оценки риска; выработка предварительных рекомендаций по уменьшению опасностей.

3. Оценка риска. Основными задачами этапа оценки риска являются определение частот возникновения инициирующих и всех нежелательных событий, оценка последствий возникновения нежелательных событий, обобщение оценок риска. Для определения частоты нежелательных событий рекомендуется использовать статистические данные по аварийности надежности технологической системы, соответствующие специфике опасного производственного объекта или виду деятельности; логические методы анализа «деревьев событий» и «деревьев отказов», имитационные модели возникновения аварий в системе «человек-машина», экспертные оценки путем учета мнения специалистов в данной области. Оценка последствий включает анализ возможных воздействий на людей, имущество и (или) окружающую природную среду. Для оценки последствий необхо-

димо оценить физические эффекты нежелательных событий (отказы, разрушение технических устройств, зданий, сооружений, пожары, взрывы, выбросы токсичных веществ и т.д.), уточнить объекты, которые могут быть подвергнуты опасности. При анализе последствий аварий необходимо использовать модели аварийных процессов и критерии поражения, разрушения изучаемых объектов воздействия, учитывать ограничения применяемых моделей. Следует также учитывать и по возможности выявлять связь масштабов последствий с частотой их возникновения. Обобщенная оценка риска (или степень риска) аварий должна отражать состояние промышленной безопасности с учетом показателей риска от всех нежелательных событий, которые могут произойти на опасном производственном объекте, и основываться на результатах интегрирования показателей рисков всех нежелательных событий (сценариев аварий) с учетом их взаимного влияния, анализа неопределенности и точности полученных результатов, анализа соответствия условий эксплуатации требованиям промышленной безопасности и критериям приемлемого риска. При обобщении оценок риска следует, по возможности, проанализировать неопределенность и точность полученных результатов. Существует много неопределенностей, связанных с оценкой риска. Как правило, основными источниками неопределенностей являются неполнота информации по надежности оборудования и человеческим ошибкам, принимаемые предложения и допущения используемых моделей аварийного процесса. Чтобы правильно интерпретировать результаты оценки риска, необходимо понимать характер неопределенностей и их причины. Источники неопределенности следует идентифицировать (например, «человеческий фактор»), оценить и представить в результатах.

4. Разработка рекомендаций по уменьшению риска. Разработка рекомендаций по уменьшению риска является заключительным этапом анализа риска. В рекомендациях представляются обоснованные меры по уменьшению риска, основанные на результатах оценок риска. Меры по уменьшению риска могут носить технический и (или) организационный характер. При выборе мер решающее значение имеет общая оценка действенности и надежности мер, оказывающих влияние на риск, а также размер затрат на их реализацию. На стадии эксплуатации опасного производственного объекта ор-

ганизационные меры могут компенсировать ограниченные возможности для принятия крупных технических мер по уменьшению риска. При разработке мер по уменьшению риска необходимо учитывать, что вследствие возможной ограниченности ресурсов в первую очередь должны разрабатываться простейшие и связанные с наименьшими затратами рекомендации, а также меры на перспективу. В большинстве случаев первоочередными мерами обеспечения безопасности, как правило, являются меры предупреждения аварии. Выбор планируемых для внедрения мер безопасности имеет следующие приоритеты: ■ меры по уменьшению вероятности возникновения аварийной ситуации, включающие: ■ меры по уменьшению вероятности возникновения инцидента; ■ меры по уменьшению вероятности перерастания инцидента в аварийную ситуацию; ■ меры по уменьшению тяжести последствий аварии, которые, в свою очередь, имеют следующие приоритеты: ■ меры, предусматриваемые при проектировании опасного объекта (например, выбор несущих конструкций, запорной арматуры); ■ меры, относящиеся к системам противоаварийной защиты и контроля (например, применение газоанализаторов); ■ меры, касающиеся готовности эксплуатирующей организации к локализации и ликвидации последствий аварий. При необходимости обоснования и оценки эффективности предлагаемых мер по уменьшению риска рекомендуется придерживаться двух альтернативных целей их оптимизации: при заданных средствах обеспечить максимальное снижение риска эксплуатации опасного производственного объекта и при минимальных затратах обеспечить снижение риска до приемлемого уровня. Для определения приоритетности выполнения мер по уменьшению риска в условиях заданных средств или ограниченности ресурсов следует: определить совокупность мер, которые могут быть реализованы при заданных объемах финансирования; ранжировать эти меры по показателю «эффективность – затраты»; обосновать и оценить эффективность предлагаемых мер. Таким образом, процесс проведения анализа риска не вызывает затруднений. Многочисленные расчетные методики, программные продукты на их основе позволяют достаточно точно определить зоны действия поражающих факторов аварийной ситуации.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

291

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Об установлении критериев приемлемости риска ОПО Сергей ВОТЯКОВ, генеральный директор ООО «АльянсЭксперт» (г. Мегион) Евгений ИВАЩЕНКОВ, технический директор ООО «АльянсЭксперт» (г. Мегион) Олег ЯНГУБАЕВ, начальник ЛНК ООО «АльянсЭксперт» (г. Мегион) Алексей ВИГАНТ, руководитель экспертной группы ООО «АльянсЭксперт» (г. Мегион) Сергей КОРОЛЕВ, главный специалист экспертной группы ООО «АльянсЭксперт» (г. Мегион)

В статье рассматриваются показатели опасности опасных производственных объектов (ОПО).

В

различных нормативных документах термин «риск» носит различные значения. РД 03-418-01 «Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов» устанавливает, что риск – эта мера опасности, характеризующая возможность возникновения аварии на опасном производственном объекте и тяжесть ее последствий. В тоже время Федеральный закон № 184-ФЗ от 27 декабря 2002 года «О техническом регулировании» характеризует риск как вероятность причинения вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений с учетом тяжести этого вреда. В первом случае обязательные требования устанавливаются федеральными нормами и правилами (ранее – правилами безопасности), а во втором – техническими регламентами. Мера опасности – категория более высокого порядка, чем вероятность. При этом цель должна быть одна – выявление уязвимых мест на ОПО, предложение и оптимизация типовых и дополнительных мер безопасности. При установлении критериев приемлемости риска аварии ОПО, необходимо понимать, что ОПО – сложная социотехническая система. Каждый ОПО имеет свое основное отличительное свойство – опасность производственной деятельности, в частности – опасность возникновения промышленных аварий. Временной цикл существования ОПО включает в себя как штатное функционирование, так и аварийные события. Аварии

292

катастрофического характера в пределе могут завершать жизненный цикл ОПО, после них объект становится качественно другим. Все, что можно количественно измерить на ОПО, называют параметрами. Например, количество технических устройств, объемы обращающихся веществ, расстояние от операторных до резервуаров, давление в сосудах, высота и вместимость обвалования, количество пожарных гидрантов, количество травмированных на производстве за год, средний размер аварийной утечки и прочие. Параметры признаются показателями каких-либо свойств ОПО, только если предложена, определена или установлена связь между количественным значением параметра и качественными характеристиками того или иного свойства. Например, общепризнанным показателем опасности ОПО выступает количество обращающихся на объекте опасных веществ (ФЗ-116). Связь между этим показателем и свойством опасности ОПО может еще не опровергнута имеющимся опытом аварий. Для данного показателя существуют и теоретические обоснования – энергетические и энерго-энтропийные концепции происхождения техногенных опасностей. Важнейшим признаком изученности этого вопроса являются признанный полуэмпирический критерий коли-

честв обращающихся на ОПО опасных веществ, позволяющий разделить ОПО на две группы по степени опасности (по ФЗ-116 – декларируемые и недекларируемые ОПО). То есть связь между показателем и самим свойством определена настолько, что могут быть выбраны и установлены критерии, разделяющие все множество рассматриваемых ОПО на подмножества в зависимости от свойств их опасности, измеряемых количественным показателем объемов обращающихся на ОПО веществ. Целью любого анализа сложных систем является облегчение выбора предпочтительного способа существования, развития или деградации анализируемой системы. В рассматриваемом случае цель анализа опасности сложной социотехнической системы ОПО – выбор предпочтительного способа обеспечения безопасности ОПО или мер безопасности на ОПО из ряда альтернатив. Проблема любого критерия заключается в установлении признака, по которому определяется предпочтительность. При рассмотрении ОПО в качестве такого признака рассматривается опасность аварии как возможность причинения случайных ущербов (объекту и его окружению) при нештатных и неплановых аварийных событиях при эксплуатации ОПО. При этом необходимо учитывать, что неисполнение правил безопасности – причина подавляющего большинства регистрируемых российских промышленных аварий. Самый грубый анализ известных опасностей аварий на ОПО указывает на предпочтительность исполнения действующих правил безопасности, полученных эмпирическим путем из трагического опыта прошлых промышленных аварий. Исполнение правил безопасности дает удовлетворительные результаты по безопасному функционированию наблюдаемых ОПО.

При установлении критериев приемлемости риска аварии ОПО, необходимо понимать, что ОПО – сложная социо-техническая система. Каждый ОПО имеет свое основное отличительное свойство – опасность производственной деятельности

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Чем руководствоваться при капитальновосстановительном ремонте? Александр КРАСНЫХ, главный инженер, эксперт промышленной безопасности на подъемных сооружениях ООО «АВС ТехСервис» (г. Щербинка) Сергей БОГЛАЕВ, заместитель генерального директора, эксперт промышленной безопасности на подъемных сооружениях ООО «АВС ТехСервис» (г. Щербинка)

Парк грузоподъемных машин (ГПМ), находящихся в эксплуатации с истекшим нормативным сроком службы, в отдельные периоды достигал 90% от всех ГПМ. В настоящее время процент таких машин достаточно велик. При этом, с одной стороны, владельцы не проводят замену ГПМ, избегая значительных материальных затрат, с другой стороны, не все ГПМ за нормативный срок службы успевают выработать назначенный ресурс, либо имеется возможность восстановления ресурса.

С

конца семидесятых годов прошлого века начала развиваться идея продления безопасной эксплуатации ГПМ с просроченным сроком службы путем его квалифицированного обследования. В последующие годы последовательно был разработан ряд документов по техническому диагностированию ГПМ, постепенно сформировавшийся в Систему экспертизы промышленной безопасности. С 2009 года осуществление работ по продлению срока безопасности функционирования технических устройств выполняется в соответствии с «Порядком продления срока безопасной эксплуатации технических устройств, оборудования и сооружений на опасных производственных объектах», утвержденным 30 июня 2009 года Минприроды России. В соответствии с этим документом экспертиза технического устройства должна включать определение остаточного ресурса. Относительно ГПМ, металлоконструкции которых являются ремонтопригодными, и вследствие этого их ресурс восстанавливается, а долговечность отдельных узлов и элементов находится в зависимости от множества факторов (особенности конструкций, технология изготовления, качество монтажа, условия эксплуатации), возможно внесение

изменений существующих конструкций ГПМ для перевода их в режим работы, при котором машина в меньшей степени будет находиться под воздействием динамических нагрузок. В соответствии со статьей 84 «Правил безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения», для продолжения срока эксплуатации подъемных сооружений, отработавших срок службы, установленный изготовителем, дополнительно должны быть проведены капитально-восстановительный (КВР) или полнокомплектный (ПКР) ремонты. В отношении ремонтов возникают некоторые вопросы, на которые нормативная документация не может дать ответ. Во-первых, на какой срок можно про­ длять срок эксплуатации? Точные сроки устанавливает только РД 10-112-1-04. Во-вторых, какой срок эксплуатации возможен после проведения КВР? Данный срок не установлен ни в одном нормативном документе. Любой ремонт осуществляет владелец, который стремится минимизировать свои затраты. Поэтому часто владелец решает провести ПКР, то есть устранить выявленные дефекты и продолТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

жить эксплуатацию до следующей экспертизы. Но часть дефектов невозможно определить без разборки. Конечно, в РД 22-322-02 подробно рассматривается вопрос дефектации механизмов, но при этом почти отсутствует информация о металлоконструкциях и электрооборудовании и не даны указания о влиянии на ресурс проведения этих работ Эти вопросы требуют скорейшего решения, так как часто ремонты проводятся формально. Без изменения нормативнотехнической базы повысить безопасность эксплуатации ГПМ не представляется возможным. Литература 1. РД 10-112-1-04 «Рекомендации по экспертному обследованию грузоподъемных машин. Общие положения».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения».

3. РД 22-322-02 «Краны грузоподъемные. Технические условия на капитальный, полнокомплектный и капитальновосстановительный ремонты».

293

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Эффективность обслуживания и эксплуатации приборов безопасности Александр КРАСНЫХ, главный инженер, эксперт промышленной безопасности на подъемных сооружениях ООО «АВС ТехСервис» (г. Щербинка) Сергей БОГЛАЕВ, заместитель генерального директора, эксперт промышленной безопасности на подъемных сооружениях ООО «АВС ТехСервис» (г. Щербинка)

В соответствии с ФНП «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения», грузоподъемные краны оборудуются многофункциональными микропроцессорными приборами безопасности для ограничения нагрузки, координатной защиты и защиты от приближения к ЛЭП.

О

днако, если сопоставить общее количество эксплуатирующихся кранов с количеством кранов, эксплуатирующихся с исправными и настроенными приборами безопасности, то получится, что менее 50% кранов, находящихся в эксплуатации, оборудованы исправными приборами безопасности. Это обусловлено снижением эффективности государственного контроля, высокой стоимостью приборов, соответственно и комплектующих для ремонта, высокой стоимостью монтажа датчиков (особенно при их замене, за счет необходимости демонтажа с последующим монтажом соединительных жгутов), высокими затратами при эксплуатации на периодическую настройку и считывание информации. Поэтому владельцы кранов не считают необходимым поддерживать приборы безопасности в исправном состоянии прежде всего, по экономическим соображениям, так как затраты на эксплуатационное сопровождение приборов безопасности за срок службы крана соразмерны с потерями из-за возможных аварий или поломок и повышенных износов при работе с запредельными нагрузками. Наибольшие резервы снижения затрат заключаются в техническом совершенствовании приборов безопасности. При этом стоимость приборов будет возрастать. Но необходимо, чтобы усовершен-

294

ствования в значительной степени снижали эксплуатационные затраты, что должно стимулировать владельца содержать приборы безопасности в исправном состоянии, так как тогда экономические потери из-за аварий и поломок превысят затраты на содержание приборов. Владелец крана оплачивает эксплуатационные затраты на техническое обслуживание: настройку; считывание данных регистраторов параметров; проведение ремонтов; приобретение и хранение ремонтных фондов; приобретение приборов считывания; обработку и хранение информации, измерительных приборов; материалы, инструменты и приспособления для технического обслуживания, проверки, наладки и ремонта; приобретение, изготовление или аренду контрольных грузов; изготовление макета ЛЭП, проведение поверок и ремонта измерительных приборов, контрольнодиагностического оборудования и приборов считывания. Владельцу необходимо либо содержать собственную службу наладки и ремонта приборов безопасности, либо оплачивать услуги специализированной организации. Надежность включает в себя безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохранность. Конечно, производители проводят совершенствование приборов, но не с такими высокими темпами, какие необходимы.

Долговечность и безотказность в основном определяются элементной базой приборов. Однако при считывании информации с приборов первых выпусков, которых в настоящее время в эксплуатации находится достаточно большое количество, приходится демонтировать и вскрывать приборы, что оказывает влияние на долговечность и безотказность работы. Установка разъемов для подключения приборов считывания или реализация беспроводного канала передачи данных РП улучшают условия работы прибора и снижают затраты на эксплуатацию. Ремонтопригодность определяется в основном конструкцией прибора и характеризует его приспособленность к удобному и быстрому выполнению отдельных операций при ТО, ремонте, контроле технического состояния, при разборке (сборке) блоков и датчиков, их контроле и замене. Для ее улучшения целесо­образно оснащать датчики электрическими разъемами с целью сокращения времени замены датчиков на кране за счет исключения демонтажа и последующего монтажа соединительных жгутов, использовать электрические разъемы для присоединения печатных плат во всех составных частях прибора для исключения пайки при замене этих плат и снижения времени восстановления прибора.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Также важно исключить необходимость настройки прибора на кране после замены его составных частей, в первую очередь – датчиков. При замене в приборах безопасности простейших датчиков приходится проводить настройку по трем параметрам: ввести в прибор значение температурного коэффициента ухода нуля датчика и, при необходимости, значение температуры окружающего воздуха, предварительно измерив ее термометром; установить смещение нуля тензометрического моста, отрегулировать значение коэффициента передачи, что выполняется потенциометрами и требует вскрытия БОД. Причем последняя операция выполняется, как правило, с использованием метода последовательного приближения. Для этого необходимо перегнать кран на испытательную площадку и в режиме настройки канала веса груза два-три раза поочередно поднять минимальный и максимальный тарированные грузы. В итоге затраты времени и средств на настройку прибора на кране после замены датчика существенно превышают затраты на его замену. Вместе с тем, применение датчиков со встроенными компенсаторами и проведенной балансировкой и калибровкой в заводских условиях позволяет упростить и ускорить проведение ремонта, уменьшить простой крана. Повышение трудоемкости настройки на стреловых кранах с жесткой подвеской стрелового оборудования обусловлено необходимостью измерения прогиба стрелы. Это требует увеличения числа точек грузовой характеристики крана, в которых производится настройка прибора, и применения тарированных грузов, что вынуждает владельца периодически выводить кран из эксплуатации для перегона к тарированным грузам. С целью устранения этих работ целесообразно реализовать настройку и проверку приборов безопасности на кране без тарированных грузов. Это требует совершенствования конструкции и алгоритмов настройки приборов, контроля углов наклона не только корневой секции стрелы, но и оголовка, что снизит эксплуатационные затраты. Еще одна составляющая затрат на эксплуатационное сопровождение приборов – считывание данных регистратора параметров. Для ее сокращения необходимо максимально упростить это считывание. Существенного сокращения затрат на считывание данных РП можно добиться путем применения в качестве прибора считывания стандартного накопите-

ля информации. В связи с этим возникает вопрос о необходимости и целесообразности обучения специалистов считыванию и обработке информации РП. Если для переноса из цифрового фотоаппарата в ЭВМ при помощи SD-карты не требуется какого-либо специального обучения, то необходимость переноса информации из РП в ЭВМ при помощи той же SD-карты только обученным специалистом вызывает обоснованное сомнение. Для обеспечения высокой надежности приборов безопасности необходимы совместные усилия предприятийизготовителей этих приборов и эксплуатирующих организаций. За счет совершенствования приборов безопасности возможно значительное снижение затрат на эксплуатационное сопровождеТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

ние и соответственно повышение заинтересованности владельцев в применении данных приборов на кранах. Это позволило бы изменить существующую ситуацию и снизить аварийность и травматизм при производстве грузоподъемных работ. Литература 1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения».

2. ОНК-140 ЛГФИ.408844.009-32 РЭ «Руководство по эксплуатации ограничителя нагрузки крана».

3. ОНК-160 ЛГФИ.408844.025 – 03РЭ «Руководство по эксплуатации ограничителя нагрузки башенного крана».

295

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Работа экспертной организации по ПБ с автомобильными заводами УДК 629.113 Владимир МИНИН, к.т.н., начальник отдела экспертизы объектов химического надзора ЗАО «СТЭК» (г. Санкт-Петербург) Александр РУМЯНЦЕВ, заместитель начальника отдела экспертизы энергетических объектов ЗАО «СТЭК» (г. Санкт-Петербург) Алексей КУКЛЕВ, заместитель начальника отдела экспертизы энергетических объектов ЗАО «СТЭК» (г. Санкт-Петербург) Екатерина СМОРЫГО, эксперт отдела экспертизы объектов химического надзора ЗАО «СТЭК» (г. Санкт-Петербург)

Рассмотрен опыт взаимодействия экспертных организаций с предприятиями автомобильного кластера в Санкт-Петербурге по вопросам обеспечения промышленной безопасности при эксплуатации различных опасных производственных объектов. Ключевые слова: промышленная безопасность, опасный производственный объект (ОПО), экспертиза промышленной безопасности.

И

ностранные инвесторы активно вкладывают деньги в перспективные направления в промышленности, в том числе – в производство автомобилей. Так, в Санкт-Петербурге действуют заводы фирм «Форд Моторс», «Дженерал Моторс» (США), «Тойота», «Ниссан» (Япония), «Хенде» (Корея), «Скания» (Швеция), выпускающие автомобили, а также завод «Питерформ» канадского концерна «Магна», выпускающий комплектующие для этих заводов, и шинный завод финской фирмы «Нокиан Тайерс». Кроме них, есть ряд небольших заводов, выпускающих комплектующие. Таким образом, в городе создан автостроительный кластер, насчитывающий 22 предприятия. Автомобилестроительные заводы иностранных фирм имеются и в других регионах. В Калуге работает завод фирмы «Фольксваген», в Липецке началось строительство завода крупной китайской фирмы «Лифан». Одной из проблем данных предприятий является незнание требований российского законодательства в области промышленной безопасности, в связи с

296

чем возникают сложности во взаимодействии с Ростехнадзором и другими контрольными органами. Технологические особенности автомобильных заводов обусловливают наличие в составе их производств опасных производственных объектов с различными признаками опасности. Это грузоподъемные механизмы, оборудование, работающее под давлением, газопотребляющее оборудование, используемое на линиях окраски и в котельных, склады ГСМ, цеха окраски, где используются опасные вещества, установки нейтрализации и очистки сточных вод. Безопасная эксплуатация опасных производственных объектов требует от заводов постоянного решения задач по обеспечению требований промышленной безопасности, и реальную помощь в этом вопросе могут оказать экспертные организации, работающие в области промышленной безопасности. ЗАО «Санкт-Петербургская Техническая экспертная компания» имеет большой опыт работы с автомобильными заводами Санкт-Петербурга – с 2004 года,

то есть практически с момента появления первого иностранного предприятия – ЗАО «Форд Мотор Компани». Основные виды работ, которые выполнялись для этих предприятий: ■ консультация руководящего состава заводов по промышленной безопасности; ■ помощь в оформлении лицензий на эксплуатацию опасных производственных объектов; ■ разработка документации – технологических регламентов, планов локализации и ликвидации аварийных ситуаций (ПЛАС), планов ликвидации аварийного разлива нефтепродуктов (ПЛАРН), положений о производственном контроле и т.п.; ■ идентификация и регистрация опасных производственных объектов; ■ экспертиза промышленной безопасности оборудования; ■ подготовка материалов для получения разрешений Ростехнадзора на применение оборудования; ■ сертификация оборудования, поступающего из-за рубежа; ■ экспертиза проектов технического перевооружения; ■ разработка технических паспортов на оборудование; ■ освидетельствование сосудов под давлением при пуске их в эксплуатацию и др. Часть данных работ в настоящее время не выполняется в связи с изменениями в законодательстве, но выполнение ряда работ требует особого подхода по сравнению с работой с российскими предприятиями. Консультации и проведение занятий с руководством заводов, кроме языкового барьера и трудности перевода технических терминов, осложняются тем, что слушатели часто имеют гражданство разных стран и соответственно разные представления о требованиях промышленной безопасности. Иногда сложно убе-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Главный корпус завода «Хенде» в г. Санкт-Петербург

Испытательный стенд завода «Хенде»

Главный корпус завода «Ниссан»

дить иностранного специалиста в необходимости выполнения некоторых требований или особенностей оформления документов, поскольку у него в стране это не предусмотрено. Прежде всего, это связано с такими документами, как ПЛАС и особенно ПЛАРН, поскольку этот документ связан с заключением ряда договоров и согласованием с МЧС России. Например, ПЛАРН для ООО «Нокия Тайерс» оформлялся больше года из-за нежелания завода заключать вспомогательные договора. В ряде случаев трудно получить доступ к необходимым документам. Документы для получения лицензий на эксплуатацию взрывопожароопасных и химически опасных объектов были разработаны для целого ряда автомобильных заводов – ЗАО «Форд Мотор Компани», ООО «Нокия Тайерс», ООО «Питерформ» и др. На первом этапе запуска производственных мощностей предприятия, как правило, сталкиваются с отсутствием разрешительной документацией на применение технических устройств на ОПО. До 2014 года таким документом было разрешение на применение, которое выдавалось Ростехнадзором. Обязательным условием его получения было наличие полного комплекта технической документации, проведение приемочных испытаний и положительное заключение экспертизы промышленной безопасности. Так, ЗАО «СТЭК» был проведен комплекс работ для ЗАО «Форд Мотор Компани» по получению разрешений на установку нейтрализации сточных вод фирмы Eisenmann и линию окраски. Со вступлением в силу технических регламентов «О безопасности машин и оборудования» и «О безопасности оборудования, работающего под давлением» изменился подход к оценке безопасности технических устройств, применяемых на опасных производственных объектах. ЗАО «СТЭК», имея аккредитацию в качестве органа по сертификации и испытательного центра, проводило работы по обязательному подтверждению соответствия оборудования, которое завози-

лось по классификационному решению таможни без предварительной сертификации, что наиболее часто встречается при расширении производства или его техническом перевооружении. Производственные линии заводов представляют собой комплектное оборудование, которое можно испытать только после монтажа на месте эксплуатации. Анализ результатов проведенных испытаний и изучение представленной технической документации, необходимой для подтверждения соответствия, позволяет оформить сертификат или зарегистрировать декларацию соответствия. Работы по подтверждению соответствия проводились ЗАО «СТЭК» на термоформовочную линию производства автомобильных сидений завода ООО «Девон РУС», выпускающего комплектующие для автомобилей фирмы «Хенде», оборудование цехов окраски и пластика, линию цеха штамповки, сосуды под давлением и другое оборудование ООО «Ниссан Мэнуфэкчуринг РУС». Увеличение производственных мощностей, изменение модельного ряда выпускаемых заводами автомобилей приводят к необходимости проводить расширение производства и осуществлять техническое перевооружение производства. В соответствии с требованиями законодательства по промышленной безопасности, документация на техническое перевооружение подлежит экспертизе промышленной безопасности. ЗАО «СТЭК» проводило экспертизу такой документации на топливораздаточные комплексы для заводов фирм «Форд» и «Дженерал Моторс», устройств для очистки стоков завода «Форд Мотор Компани». Ведение технологических процессов на опасных производственных объектах осуществляется в соответствии с технологическими регламентами, которые должны содержать описание технологического процесса и технологической схемы производства, контроль и управление технологическим процессом, безопасные условия эксплуатации производства. При наличии в технологическом оборудовании опасных веществ или возможности их об-

разования должны быть предусмотрены необходимые меры защиты персонала от воздействия этих веществ при взрывах, пожарах и других авариях. Экспертная организация, обладающая высококвалифицированными специалистами, способна оказать существенную помощь в разработке таких важных технических документов. ЗАО «СТЭК» принимало участие в разработке целого ряда технологических регламентов для автомобильной промышленности, например, для цеха окраски, установки очистки сточных вод, установки для заправки автомобилей. Большой объем работы представляет разработка технических паспортов на импортное оборудование в соответствии с требованиями технических регламентов Таможенного союза. Количество паспортов может доходить до 80–90 на цех. Зарубежные нормы, в том числе европейские, не предусматривают предоставление отдельного технического паспорта на оборудование, часть необходимых данных включается в качестве раздела в руководство по эксплуатации. Некоторые требуемые данные часто отсутствуют, например, срок эксплуатации, наработка до капитального ремонта, электрические и гидравлические схемы и т.п. Их приходится запрашивать у изготовителя отдельно. На сосуды под давлением и клапаны не всегда представляются необходимые расчетные данные, при разработке паспорта приходится выполнять эти расчеты. Разработка технологических регламентов для линии окончательной сборки и цеха окраски ЗАО «Форд Мотор Компани» проводилась в тесном взаимодействии с иностранными и российскими сотрудниками завода, что позволило согласовать их с Ростехнадзором практически без замечаний. Таким образом, на примере работы с заводами автомобильного кластера СанктПетербурга показана возможность многопрофильной экспертной организации обеспечить комплексный подход в решении целого ряда задач по повышению уровня промышленной безопасности в автомобильной промышленности.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

297

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Опыт работы экспертной организации с предприятиями КНР УДК 621.18 Андрей БАРДЫШЕВ, исполнительный директор ЗАО «СТЭК», член-корреспондент МАНЭБ (г. Санкт-Петербург) Алексей КУКЛЕВ, заместитель начальника отдела экспертизы энергетических объектов ЗАО «СТЭК» (г. Санкт-Петербург) Александр РУМЯНЦЕВ, заместитель начальника отдела экспертизы энергетических объектов ЗАО «СТЭК» (г. Санкт-Петербург) Александр ФИЛИН, эксперт отдела экспертизы энергетических объектов химического надзора ЗАО «СТЭК» (г. Санкт-Петербург) Екатерина СМОРЫГО, эксперт отдела экспертизы объектов химического надзора ЗАО «СТЭК» (г. Санкт-Петербург)

В статье рассматривается опыт работы с китайскими предприятиями, в том числе по обеспечению документацией оборудования строящегося блока № 10 Троицкой ГРЭС. Ключевые слова: сертификация, энергетическое оборудование, электростанция, Китай.

Р

азвитие экономических отношений с Китаем требует правильных подходов и методов работы с китайскими партнерами, в том числе при строительстве фирмами КНР объектов на территории Российской Федерации или использовании комплектного оборудования для оснащения предприятий. Особенностью китайских норм по промышленной безопасности и требований к качеству и безопасности техники является то, что эти документы составлены в соответствии с требованиями документов России, США и Европейского союза, и их требования могут существенно отличаться от требований России. Опыт работы специалистов ЗАО «СТЭК» с китайским партнерами при строительстве блока № 10 Троицкой ГРЭС показал, что следует учитывать менталитет китайских специалистов при сотрудничестве. Энергоблок № 10 Троицкой ГРЭС мощностью 660 МВт, работающий на угле,

298

добываемом в Кузбассе, проектировался специалистами китайского института НЕПДИ как аналог одной из китайских электростанций такой же мощности. Но поскольку прототип работает на буром угле, в конструкцию и оборудование «силового острова» были внесены существенные изменения, которые корректировались в начальной фазе строительства и оснащения блока. Комплектование блока оборудованием осуществляла китайская фирма КОО Энергооборудование «Амур-Сириус», г. Харбин. Ее представителем по техническим вопросам в России выступало ООО «РК Энергострой», г. Москва. Кроме собственно энергоблока – «силового острова», преду­ сматривалось строительство блока подготовки угля, цеха химводоподготовки, сероочистки дымовых газов и др. Общее количество наименований оборудования было около трех тысяч. ЗАО «СТЭК» было приглашено в качестве консультационной фирмы с выполнением целого комплекса работ, как по

выбору оборудования, так и по его сертификации и подготовке эксплуатационной документации. Промышленное оборудование, выпускаемое в Китае, отличается по качеству в зависимости от вида собственника. Наилучшее качество, благодаря жесткой системе его контроля, имеет оборудование, выпускаемое государственными или частно-государственными предприятиями. На них широко используются импортные комплектующие и лицензионные технологии, достаточно высокая культура производства. Заводы, которыми владеют иностранные фирмы, оснащены современным оборудованием, например, завод фирмы КОNЕ в Шанхае, пожалуй, более современен по оборудованию, чем базовый завод в Финляндии. Из-за различий российских и китайских требований к оборудованию было принято решение о последовательном контроле соответствия поставляемого оборудования российским нормативным документам. Первоначально ЗАО «СТЭК» получало разработанные китайскими институтами технические условия на оборудование, рассматривало их на соответствие российским стандартам и вносило свои замечания. Например, ТУ на вагоноопрокидыватель разработчикам пришлось переделывать по замечаниям ЗАО «СТЭК» достаточно серьезно. Предварительно КОО «Амур-Сириус» определялись китайские заводы, на которых предусматривалось изготавливать оборудование, на эти заводы выезжали эксперты сертификационного органа и испытательного центра ЗАО «СТЭК» для оценки производства и испытания типовой продукции. По ряду объектов были даны отрицательные заключения, и они были китайской стороной заменены. Результаты тендеров по закупкам оборудования с его описанием передавались в ЗАО «СТЭК», где они рассматривались с технической точки зрения, и выдавались заключения о необхо-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Визит китайской делегации

димой сопроводительной документации и порядке получения разрешительных документов – сертификатов соответствия и разрешений Ростехнадзора. Повторная экспертиза документации и проведение испытаний позволяли проводить сертификацию оборудования в соответствии с требованиями технических регламентов и разрабатывать технические паспорта. Такая процедура позволила сократить до минимума поставку оборудования, не отвечающего требованиям российских нормативных документов. Следует отметить, что отсутствие предварительного согласования требований к оборудованию на заключительном этапе строительства привело к излишним затратам на сертификацию лифтов и ряда другой техники. По данной схеме работы все контакты шли через ООО «РК Энергострой», которое осуществляло координацию работы задействованных российских предприятий, включая таможенных брокеров. Это упрощало работу ЗАО «СТЭК» по получению или передаче необходимой информации, планированию работы, поскольку не требовались постоянные контакты с китайской стороной. Прямые контакты с представителями КОО «АмурСириус» осуществлялись на совещаниях в России и Китае, что позволяло китайской стороне лучше понимать российскую систему получения разрешительных документов на оборудование и требования к оборудованию. Переводы документации осуществляла китайская сторона, но даже при большом количестве переводчиков (до 100 человек), из-за значительного количества документов, получение необходимой документации часто задерживалось. В связи с этим разработка технических паспортов затруднялась отсутствием необходимой информации, которую приходилось запрашивать дополнительно, а в ряде случаев получать непосредственно на месте монтажа оборудования с выез-

дом специалистов на стройку. При большой номенклатуре изделий эта работа является достаточно затратной. Особая проблема – контрольно-измерительные приборы. Они должны быть включены в российский реестр, но при такой большой номенклатуре оборудования эта задача является трудно реализуемой. Так, замена манометров или других контрольных приборов возможна, но заменить встроенные датчики на аналогичные, имеющиеся в реестре, нереально, так как это требует конструктивных изменений оборудования. Возможный выход – калибровка таких датчиков при пусконаладочных работах. Сертификация энергетического оборудования является трудоемкой работой, прежде всего из-за необходимости проведения испытаний на предприятияхизготовителях. Особенность сертификации техники в Китае – большие затраты времени и денежных средств на испытания техники. Если при сертификации серийного производства или партий, например насосов или вентиляторов, можно совмещать поездку на два-три предприятия, то при сертификации единичного изделия, которое изготавливается по отдельному проекту, необходим от-

Испытания ротора паровой турбины на стенде

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

дельный выезд по времени готовности оборудования к испытаниям. В данном случае были предварительно составлены и согласованы графики поставки оборудования и проведения испытаний, которые не всегда выдерживались, что затрудняло планирование работы испытательной лаборатории. По опыту сертификационной работы в Китае имелась практика предварительного рассмотрения проектов для учета требований заказчика и соответствия оборудования нормам России. Например, при сертификации комплекса контейнерных перегружателей и кранов Шанхайского завода ZPMC для Новороссийска специалисты ЗАО «СТЭК» на заводе вместе с представителями порта рассматривали предложенные проекты, по нашим замечаниям конструкторы завода оперативно вносили изменения в проекты; при проведении через год сертификационных испытаний проверялась реализация замечаний. По Троицкой ГРЭС специалисты ЗАО «СТЭК» выполняли целый ряд работ по согласованию технических решений, которые имели отступления от нормативных документов, например, по обеспечению уплотнения подшипников генератора с водородным охлаждением при остановке турбины, по предохранительным клапанам котла и др. В настоящее время эти вопросы решаются разработкой обоснований безопасности. Часть порученных ЗАО «СТЭК» работ выполнялась с привлечением субподрядных организаций, например, ОАО НПО ЦКТИ им. Ползунова и НТЦ «ОС» ЭЛМАТЭП» (электрооборудование). Опыт показывает, что комплексный подход к решению задачи обеспечения энергетических строек с использованием импортного оборудования дает лучшие результаты и позволяет избежать лишних затрат.

Блок топливоподачи энергоблока № 10 Троицкой ГРЭС

299

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Обеспечение промышленной безопасности по действию ударно-воздушных волн при подземных взрывах зарядов выброса УДК: 622-1/-9 Вениамин КАНТОР, генеральный директор ООО НТФ «Взрывтехнология» (г. Москва) Виктор ЖУЛИКОВ, главный инженер ООО НТФ «Взрывтехнология» (г. Москва)

В статье приведена методика определения безопасных расстояний по действию ударно-воздушных волн при подземных взрывах зарядов выброса на земной поверхности. Ключевые слова: промышленная безопасность, заряды выброса, ударно-воздушные волны взрыва.

П

одземные взрывы зарядов выброса, применяемые для создания в горных породах профильных сооружений различного назначения на объектах промышлености и строительства, вызывают образование ударно-воздушных волн (УВВ) различной интенсивности, способных вызывать разрушения или повреждения ослабленных конструктивных элементов в зданиях и сооружениях, например, остекления, на значительных расстояниях от очага взрыва. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности при взрывных работах» (ФНП «ПБ при ВР») предписывают определять безопасные расстояния по действию УВВ (rв) при взрыве зарядов выброса на земной поверхности по формулам общего вида: 3 rв = Кв √Q, м (1) rв = кв √Q , м (2) где: Кв, кв – коэффициенты пропорциональности, значения которых зависят от условий расположения и массы заряда, а также от степени допускаемых повреждений зданий или сооружений; Q – масса взрывчатых веществ, кг. В указанных ФНП «ПБ при ВР» приводятся численные значения коэффициента кв для расчета rв только по формуле (2) и для одного частного значения показателя действия взрыва n = 3. ФНП «ПБ при ВР» при этом не содержат численных значений коэффициента Кв для определения rв по формуле (1).

300

Важно отметить, что при расчете безопасных расстояний rв по формула (1, 2) под массой ВВ Q подразумевается заряд выброса, образующий при подземном взрыве воронку с показателем действия взрыва n = 3. Показатель действия взрыва n является безразмерным интегральным параметром, наиболее полно характеризующим эффективность использования энергии взрыва на образование воронки выброса при подземном действии взрыва. Показатель действия взрыва n определяется как отношение радиуса (раствора) воронки по вверху к глубине заложения центра сосредоточенного заряда взрывчатого вещества. Показатель действия взрыва в производственной практике ведения взрывных работ при использовании различных типов зарядов выброса (камерные, траншейные, штольневые) может изменяться в широком диапазоне значений: от n = 1 до n = 8. Показатель действия взрыва n определяет не только величину коэффициентов Кв, кв, но и в зависимости от глубины заложения заряда взрывчатого вещества (линии наименьшего сопротивления) W влияет на его массу (энергию) Q, необходимую для совершения механической работы по выбросу грунта из воронки взрыва. Формулы расчета величины rв (1, 2) предполагают определенное соответствие коэффициентов пропорциональности Кв, кв и массы заряда Q значениям показателя действия взрыва n, определяющего, с одной стороны, параметры

воронки, образующейся при подземном взрыве заряда выброса, а с другой, в зависимости от этих параметров, интенсивность излучения УВВ вследствие куполообразного движения земной поверхности и выброса газообразных продуктов детонации в атмосферу из образующейся воронки. Таким образом, задача определения размеров опасных зон по действию УВВ rв при их вычислении по формулам (1, 2) применительно к подземным взрывам сосредоточенных зарядов выброса массой Qn, рассчитанных на получение значения показателя действия взрыва n, отличного от n = 3, сводится к определению массы эквивалентного заряда Q, способного образовать при взрыве воронку выброса с показателем действия взрыва n = 3. Значение массы такого эквивалентного заряда Q, формирующего при взрыве воронку выброса с показателем действия взрыва n = 3, при расчете безопасных расстояний по действию УВВ rв, определяется из условия подобия по формуле: Q = Qn

f(n) f(3)

,

(3)

где: Qn – масса заряда взрывчатого вещества для получения воронки выброса с заданным показателем действия взрыва n; f(n) – принятое для расчета массы заряда Qn значение функции показателя действия взрыва; f(3) – значение функции показателя действия взрыва для расчета массы заряда выброса с n = 3. Для расчета эквивалентных масс ВВ сосредоточенных зарядов выброса при определении безопасного расстояния rв по формуле (1) функция показателя действия взрыва принимается равной f(n) =(n)3, а для расчета rв по формуле (2) в виде выражения 1+n2 2 ).

2 Формулы (1, 2) для удобства расчетов

f(n) = (

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

безопасных расстояний по действию УВВ rв могут быть записаны в явном виде в зависимости от принимаемого значения показателя действия взрыва n и соответствующего значения ВВ Q: К вn 3 3 √Qn, 3 к (1+n2) rв = в √Qn. 10 r в=

(4) (5)

Формулы (1, 4) должны применяться для расчета rв с эквивалентной массой ВВ Q ≥ 25 тонн, а формулы (2, 5) при Q < 25 тонн. Например, если масса взрываемого заряда выброса для получения показателя действия взрыва n = 2 составляет Qn = 40 000 кг, то эквивалентная масса заряда выброса с n = 3 согласно формуле (3) будет равна Q = 40 000

(1+22)2 = 10 000 кг (1+32)2

и расчет безопасного расстояния по действию УВВ rв должен вестись по формулам (2) или (5), так как Q< 25 тонн. Если при взрыве заряда выброса, например с массой Qn = 240 000 кг, необходимо получить воронку с n = 1,5, то эквивалентная масса заряда выброса по формуле (3) составит Q = 240 000

1,53 = 30 000 кг.

33

В этом случае расчет rв должен производиться по формулам (1,4), поскольку Q>25 тонн. Численные значения коэффициентов пропорциональности Кв, кв для зарядов выброса с показателем действия взрыва n = 3 при определении безопасных расстояний по действию УВВ rв для степеней повреждения конструктивных элементов зданий и сооружений по классификации ФНП «ПБ при ВР» при воздействии на них УВВ различной интенсивности, представляющих практический интерес при производстве взрывов, приведены в таблице 1. При выборе конкретных значений коэффициентов пропорциональности Кв, кв ФНП «ПБ при ВР» предлагают исходить из прочности конструктивных элемен-

тов, на которые непосредственно воздействует УВВ: более прочным элементам соответствует меньшее значение из диапазона возможного изменения Кв, кв для рассматриваемой степени повреждения объекта. Коэффициенты пропорциональности Кв, кв при расчете rв для зарядов выброса в общем случае не зависят от физикотехнических характеристик разрушаемой при взрыве твердой среды (горной породы), что следует из теоретических зависимостей: Кв = 200

кв = 20

σсж ρвСв , ∆Рк ρrСr

(6)

σсж ρвСв , ∆Рк ρrСr

(7)

где σсж – предел прочности при одноосном сжатии горной породы; ρв – плотность воздуха; Св – скорость звука в воздухе;

ρr – плотность горной породы;

Сr – скорость звука в горной породе; ∆Рк – допустимое избыточное давлеσсж ние УВВ. Поскольку соотношение ρrСr в выражениях (6, 7) является практически постоянной характеристикой горных пород, а волновое сопротивление ρвСв для воздуха при распространении

Таблица 1 Коэффициент пропорциональности (№ формул)

Степень повреждения

Возможные последствия

Kв (1,4)

кв (2,5)

1

Отсутствие повреждений

100

3–10

2

Случайные повреждения застекления

15–25

1–2

3

Полное разрушение застекления. Частичное повреждение рам, дверей, нарушение штукатурки и внутренних легких перегородок

7,5–12,5

0,5–1

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

по нему акустической взрывной волны также является малоизменяемым, то единственным параметром, влияющим на величину коэффициентов Кв, кв остается допускаемый по условиям промышленной безопасности уровень перепада давления в УВВ ΔPк как однозначный критерий, определяющий прочность конструктивного элемента при воздействии на него взрывной нагрузки с заданной степенью повреждения. Определение rв по формулам (1, 2, 4, 5) при взрывах подземных линейнораспределенных зарядов выброса (траншейных, штольневых), параллельных свободной земной поверхности с линией наименьшего сопротивления W и линейной плотностью заряда ВВ P (кг/м) производится при длине взрываемого удли­ненного заряда lз ≤ nW. При длине зарядов выброса lз ≥ nW в расчете эквивалентной массы заряда ВВ Q по формуле (3) принимается значение Qn = PnW. Применение методики определения безопасных расстояний по действию УВВ rв в равной мере распространяется на заряды сброса, отличающиеся от подземных зарядов выброса образованием воронки взрыва в направлении наклонной земной поверхности с механизмом образования УВВ, аналогичным зарядам выброса Приведенная методика расчета безо­ пасных расстояний для обоснования промышленной безопасности и защиты охраняемых зданий и сооружений от поражающего действия УВВ взрыва на земной поверхности позволяет учесть разнообразие возможных параметров и условий применения сосредоточенных и удлиненных подземных зарядов выброса и сброса при использовании нормативной базы ФНП «ПБ при ВР».

301

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Результаты проведения экспертизы ПБ маслосистем центробежных компрессорных установок УДК 621.51 Евгений БАХВАЛОВ, заведующий лабораторией неразрушающего контроля ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Владимир БУРАК, инженер I категории ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Татьяна ФЕДЯЕВА, ведущий специалист ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Алексей ФОНДАМИНСКИЙ, ведущий инженер ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Андрей ЯКОВЛЕВ, ведущий инженер ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург)

В статье проанализированы результаты проведения экспертизы промышленной безопасности оборудования маслосистем центробежных компрессорных установок (маслонасосов, сосудов, трубопроводов). Ключевые слова: экспертиза промышленной безопасности, маслосистема, маслонасос, сосуд, трубопровод.

Ц

ентробежные компрессорные установки (далее – ЦКУ) предназначены для сжатия различных газов и широко используются в химической и нефтехимической промышленности. ООО «ЛЕННИИХИММАШ» проводит экспертизу промышленной безопасности (далее – ЭПБ) ЦКУ начиная с 2009 года. При проведении ЭПБ ЦКУ применяется комплексный подход, в том числе значительное внимание уделяется маслосистемам. Маслосистемы обеспечивают не только смазку и охлаждение трущихся поверхностей, но и герметичность корпуса компрессора при сжатии взрывоопасных и вредных газов, что непосредственно влияет на безопасность эксплуатации ЦКУ. При проведении анализа документации на этапе подготовки договора и определения состава оборудования ЦКУ нередки случаи, когда документация предоставляется не на все оборудование. Одновременно с компрессором (компрессорной установкой) заводом-изготовителем поставлялась документация: паспорт или формуляр компрессора – советскими (российскими) заводами; инструкции по эксплуатации или рабочие проекты – иностранными заводами. Эта документация содержала основные сведения о

302

компрессоре, чертежи узлов и деталей компрессора, сертификаты на материалы, сборочные чертежи или чертежи общего вида компрессорной установки, иногда технические паспорта или чертежи отдельных сосудов (как правило, установленных в линии рабочей среды) и принципиальные схемы трубопроводов. Практически всегда отсутствовали паспорта и чертежи сосудов и схемы трубопроводов маслосистем. В таблице 1 представлены сведения о ЦКУ, экспертиза которых была проведена ООО «ЛЕННИИХИММАШ». Маслосистемы компрессоров, перечисленных в таблице 1, являются циркуляционными и состоят из системы смазки, системы уплотнительного масла и системы регенерации. Система уплотнитель-

ного масла питается от системы смазочного масла. Исключение составляет компрессорная установка 5VRM 300/430G, которая имеет полностью автономные системы смазочного и уплотнительного масла. В компрессорах, сжимающих воздух, система уплотнительного масла отсутствует. Система смазки состоит из маслобака, пускового и главного маслонасосов, маслохолодильников, маслофильтров, напорного бака и трубопроводов. Пусковой и главный маслонасосы имеют системы смазки компрессоров 6RSA70, 5RSA-39, 75-51-1, 5VRM 300/430G, ЦК135/8, причем главный маслонасос расположен на фланце редуктора и приводится от тихоходного вала редуктора. Системы смазки других компрессоров оснащены двумя маслонасосами низкого давления (основным и резервным). Системы смазки компрессоров оснащены двумя маслофильтрами (грубой очистки) и двумя маслохолодильниками. Система смазки компрессора ЦК135/8 снабжена одним маслофильтром; компрессоров 6VRM-300/490/00G, 4VR350/550G, 4VRZ-200/430/02G, 5VRM 300/430G, 4VR-350/550G, 4VRZ-200/430/02G и 5VRM 300/430G – четырьмя маслофильтрами. Компрессоры 6 RSA-70, 5RSA-39, 4VR350/550G, RC 6B, RВ8-7В и RС6-5В оснащены тремя маслохолодильниками. Напорные баки отсутствуют в системах смазки компрессоров 75-51-1 и ЦК-135/8. Система уплотнительного масла состоит из маслофильтров тонкой очистки, маслонасосов высокого давления,

При проведении ЭПБ ЦКУ применяется комплексный подход, в том числе значительное внимание уделяется маслосистемам. Маслосистемы обеспечивают не только смазку и охлаждение трущихся поверхностей, но и герметичность корпуса компрессора при сжатии взрывоопасных и вредных газов, что непосредственно влияет на безопасность эксплуатации ЦКУ

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Таблица 1 Завод-изготовитель

Марка компрессора

Рабочая среда

ČKD PRAHA, Чехия

6 RSA-70 5RSA-39

ВСГ ВСГ

Невский машиностроительный завод им. В.И. Ленина, Россия

75-51-1

УВГ

VEB Pumpen und Geblazerwerk, Германия

6VRM-300/490/00G 4VR-350/550G 4VRZ-200/430/02G 5VRM 300/430G 4VRZ-200/430/02G

Смесь ВСГ и аммиака Смесь аммиака и ВСГ Аммиак Аммиак Аммиак

Betrieb Pumpen und Geblaserwerk Leipzig, Германия

5VRM 300/430G

ВСГ

KAWASAKI HEAVY INDUSTRIES, LTD. AKASHI MIRAMI WORKS, Япония

RC 6B RВ8-7В RС6-5В

ВСГ Этилен Пропан

Казанский компрессорный завод, Россия

ЦК-135/8

Воздух

напорного бака и трубопроводов. Компрессор 5VRM 300/430G имеет в системе уплотнительного масла два маслохолодильника. Системы уплотнительного масла компрессоров оснащены двумя маслофильтрами (тонкой очистки). В системах уплотнительного масла компрессоров 6VRM-300/490/00G, 4VR-350/550G, 4VRZ-200/430/02G, 5VRM 300/430G, 4VRZ200/430/02G отсутствуют маслофильтры тонкой очистки в связи с тем, что маслофильтры, установленные в системе смазки, обеспечивают необходимую степень очистки масла, подаваемого в торцевые уплотнения. Давление в системах уплотнительного масла компрессоров создается двумя маслонасосами высокого давления (основным и резервным), компрессора 5VRM 300/430G – тремя маслонасосами, компрессор 75-51-1 не имеет маслонасосов высокого давления в связи с тем, что давление масла, подаваемого в торцевые уплотнения, ниже давления масла системы смазки. Напорные баки отсутствуют в системе уплотнительного масла компрессора 75-51-1. Система регенерации уплотнительного масла состоит из сосудов или фазоразделительной арматуры (маслоотделители, сепараторы, поплавковые камеры, конденсатоотводчики), работающих под давлением, и сосудов, работающих без давления (аппараты отстоя масла, испарители, теплообменники, колонки регенерации масла). Компрессоры производства Германии оснащены конденсатоотводчиками, производства Японии – сепараторами, производства Чехии – отделителями высокого давления, имеющими наружный обогрев, а отечественные компрессоры – поплавковыми камерами.

Компрессоры 5VRM 300/430G и RC 6B имеют по два сосуда, работающих без давления: теплообменник (подогреватель) и колонку регенерации масла, в нижнюю часть которой подается азот. Отделители низкого давления компрессоров 6 RSA-70 и 5RSA-39 имеют наружный обогрев и внутреннее устройство подачи азота через масло. Компрессоры 6VRM-300/490/00G, 4VR-350/550G, 4VRZ-200/430/02G, 5VRM 300/430G, 4VR350/550G, 4VRZ-200/430/02G имеют испарители с внутренним обогревом. В компрессорах 75-51-1 масло от поплавковых камер поступает в аппарат отстоя масла, компрессоры RВ8-7В и RС6-5В не имеют сосудов, работающих без давления. Уплотнительное масло после регенерации сливается в маслобак (от компрессоров 75-51-1, 6RSA-70 и 5RSA-39 – поступает на утилизацию). В маслосистемы обследованных компрессоров входило от трех до пятнадцати сосудов и от трех до восьми трубопроводов, причем значительная часть сосудов не имела паспортов, а трубопроводы не имели схем и соответственно не состояли на учете в отделе технического надзора. В связи с этим отделы технического надзора не имели возможности надлежащим образом осуществлять контроль за состоянием оборудования маслосистем ЦКУ. Так как на маслосистему в лучшем случае имелась принципиальная схема, то при осмотре компрессорной установки ставилась задача определить границы отдельных участков трубопроводов, имеющих значительную протяженность и различающихся по рабочей среде и параметрам работы. Изменение параметров работы связано с принципом действия оборудоваТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

ния маслосистемы: маслонасосы, регулирующие клапаны, фазоразделительная арматура или сосуды – изменение давления; маслохолодильники, подогреватели – изменение температуры. Рабочая среда в маслосистеме – масло, а в системе регенерации – масло плюс рабочая среда, которая сжимается в компрессоре. Определение рабочих (расчетных) параметров оборудования маслосистем проводилось на основе изучения документации завода-изготовителя, технологического регламента и инструкции по эксплуатации компрессорной установки. Параметры согласовались с владельцем оборудования (заказчиком). При осмотре оборудования выполнялись его эскизы с определением основных элементов. При проведении неразрушающего контроля (ультразвуковой толщинометрии) уточнялись толщины элементов оборудования. С 2009 года выполнена экспертиза промышленной безопасности 17 центробежных компрессорных установок, в том числе 15 маслонасосов, 157 сосудов и 77 трубопроводов, относящихся к маслосистемам. При проведении технического диагностирования оборудования маслосистем в рамках экспертизы промышленной безопасности ЦКУ были выявлены: ■ задиры на зубьях шестерен основного маслонасоса (маслонасос заменен); ■ несоответствие конструкции трубопроводов требованиям НТД (стыковка труб разных диаметров без перехода). Несоответствия были устранены при выполнении ремонтов; ■ несоответствие геометрии сварных швов и другие недопустимые дефекты, такие как смещение кромок, превышение усиления шва, наплывы, поры недопустимых размеров и скопление пор, подрезы, непровар корня шва (дефекты были устранены при ремонте сварных швов). По результатам экспертизы промышленной безопасности были оформлены паспорта 124 сосудов и составлены схемы 77 трубопроводов, эксплуатирующихся в маслосистемах ЦКУ.

Литература 1. М 2-96. Методика диагностирования технического состояния и определения остаточного ресурса центробежных компрессоров и насосов. – М., 1996. – С. 4–6.

2. УО 38.12.007-87. Центробежные компрессоры. Общие технические условия на ремонт. – Волгоград, 1989. – С. 9–10.

303

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Анализ результатов экспертизы ПБ поршневых компрессоров УДК 621.51 Евгений БАХВАЛОВ, заведующий лабораторией неразрушающего контроля ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Владимир БУРАК, инженер I категории ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Татьяна ФЕДЯЕВА, ведущий специалист ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Алексей ФОНДАМИНСКИЙ, ведущий инженер ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Андрей ЯКОВЛЕВ, ведущий инженер ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург)

В статье проанализированы результаты проведения экспертизы промышленной безопасности поршневых компрессоров. Ключевые слова: экспертиза промышленной безопасности, обследование, поршневая компрессорная установка, компрессор, дефект.

О

ОО «ЛЕННИИХИММАШ» имеет все необходимые лицензии, а также богатейший многолетний опыт по проведению экспертизы промышленной безопасности (ЭПБ) машинного (насосно-компрессорного) оборудования и технических устройств, применяемых на ОПО. Ответственным за данное направление подразделения в ООО «ЛЕННИИХИММАШ» является сектор промышленной безопасности и входящая в него аттестованная лаборатория неразрушающего контроля. В области промышленной безопасности эта структура выполняет следующие работы: ■ проведение ЭПБ технических устройств и машинного оборудования с выдачей заключения ЭПБ заказчику и внесением в реестр Ростехнадзора; ■ разработка методик, программ, инструкций, руководств по проведению ЭПБ и технического диагностирования оборудования опасных производств; ■ разработка и восстановление утраченных руководств по эксплуатации, инструкций и технических паспортов на различные виды оборудования опасных производств, в том числе импортного; ■ работы по согласованию изменений параметров эксплуатации технических устройств;

304

■ исследование причин разрушения оборудования и разработка рекомендаций по их устранению; ■ помощь в оформлении сертификатов (деклараций) соответствия оборудования в рамках системы сертификации ГОСТ Р и Таможенного союза (технические регламенты). Деятельность по ЭПБ вышеуказанного оборудования с определением срока дальнейшей его безопасной эксплуатации является одним из основных моментов в реализации мероприятий по увеличению межремонтного пробега технологических установок предприятий нефтехимии и нефтепереработки до 38– 48 месяцев. В ООО «ЛЕННИИХИММАШ» работают эксперты и специалисты, аттестованные в области промышленной безопасности насосно-компрессорного оборудования, а также сосудов, аппаратов, технологических трубопроводов и другого оборудования, эксплуатируемого на предприятиях химической и нефтегазовой отрасли. Специалисты подразделения ежегодно представляют ООО «ЛЕННИИХИММАШ» на совещании главных механиков нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятий России и стран СНГ, международных и национальных конференциях и семинарах по тематике промышленной безопасности.

Рассмотрим результаты экспертизы промышленной безопасности поршневых компрессоров. В рамках работ по экспертизе промышленной безопасности было обследовано оборудование 223 поршневых компрессорных установок, в том числе компрессоров более 50 марок отечественного и зарубежного производства, изготовленных в 1962 году и позднее, эксплуатирующихся на предприятиях России, Белоруссии, Туркменистана и Казахстана: 1) ПО «Полимир» (г. Новополоцк, Белоруссия); 2) ПО «Нафтан» (г. Новополоцк, Белоруссия); 3) ПО «Казаньоргсинтез» (г. Казань); 4) ПО «Туркменнефть» (г. КотурТепе); 5) ОАО «АКРОН» (г. В. Новгород); 6) ОАО «Крекинг» (г. Саратов); 7) Московский коксогазовый завод (г. Видное, Московская обл.); 8) ОАО «Фармакон» (г. СанктПетербург); 9) ОАО «СЛАВНЕФТЬ-ЯРОСЛАВНЕФТЕОРГСИНТЕЗ» (г. Ярославль); 10) ОАО «Новокуйбышевский нефтехимкомбинат» (г. Красноармейское); 11) Кондитерская фабрика им. К.Самойловой («Красный Октябрь») (г. Санкт-Петербург); 12) ООО «КИНЕФ» (г. Кириши Ленинградской обл.); 13) ТОО «Петро Казахстан Ойл Продактс» (г. Шымкент, Казахстан); 14) ОАО «ЮГАНСКНЕФТЕГАЗ» (пгт Пойковский Тюменской обл.). Назначение и конструктивное исполнение компрессоров разнообразно. Они предназначены для сжатия различных газов с начальным давлением от атмосферного до 26,5 МПа, конечным давлением от 0,3 до 245 МПа; производительность от 1,12 до 210 м3/мин; имеют число ступеней сжатия от одной до шести. Число рядов компрессоров – от одного до шести; расположение рядов горизонтальное, вертикальное, угловое или оппозитное; с цилиндрами простого действия, двойного или дифференциальны-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

ми; с принудительной смазкой цилиндров и сальников или без нее. В таблице 1 представлены сведения о заводах-изготовителях, марках обследованных компрессоров и рабочей среде. К моменту проведения экспертизы оборудование находилось в эксплуатации от 19 до 48 лет и имело пробег (наработку) от 7,8 до 245 тыс.ч. ЭПБ проводилась на основании разработанной и утвержденной в установленном порядке программы. Согласно программе, в объем работ не входили экспертиза электродвигателей, фундаментов, строительных конструкций, системы АСКУЗ (проверяется только наличие приборов, соответствие пределов измерения, класса точности и уровни уставок КИП требованиям нормативных правовых актов в области промышленной безопасности, технической документации и технологического регламента) и быстроизнашивающихся деталей, подлежащих периодической замене (штоки, поршни, шатунные болты, уплотнения, вкладыши подшипников и т. п.). Экспертизу промышленной безопасности технического устройства можно условно разделить на три части: 1) оценка соответствия технического устройства требованиям нормативных правовых актов в области промышленной безопасности и технической документации (далее – НТД); 2) определение текущего технического состояния технического устройства; 3) прогнозирование развития технического состояния технического устройства, то есть определение остаточного ресурса и принятие решения о возможности и условиях дальнейшей эксплуатации оборудования. Оценка соответствия технического устройства требованиям НТД формируется на основе изучения и анализа документации по изготовлению, монтажу, эксплуатации, обслуживанию, ремонту технического устройства, осмотру технического устройства, информации, полученной от обслуживающего персонала. При проведении анализа технической документации особое внимание следует обращать на выполненные ремонты, замененные детали, периодичность и причины их замены, на перечень контролируемых деталей компрессоров, объем и методы неразрушающего контроля, применяемые при ремонтах компрессоров. Это позволяет определить слабые места оборудования. На этом этапе формируется перечень контролируемых деталей компрессоров и определяются методы и объемы их контроля.

Таблица 1 Завод-изготовитель

Марка компрессора

Рабочая среда

Московский завод «Компрессор»

АУ 200/1 АВ 100

Аммиак Аммиак

Московский завод «Борец»

305ГП-20/18 305ВП-30/8 305ГП-16/70 305ВП-16/70 202ГП-12/3 205ГП-20/18 2ВП-12/3 2М10-50/8

Дымовой газ Воздух Азот Воздух Углекислый газ Пропан+водород Углекислый газ Воздух

Пензенский компрессорный завод (ПО «Пензкомпрессормаш»)

5Г-100/8 5Г-600/42-60 5Г-300/15-30 5Г-125/13-60 2М10-10/20-50Б 4М10-63/1,2-20 4М10-100/8

Воздух ВСГ ВСГ ВСГ ВСГ Этилен Воздух

Краснодарский компрессорный завод

ВНК-150/0,7М 2УП 2УАП ВП-20/8М ВП-50/8, ВП-50/8М

Углекислый газ Углекислый газ Углекислый газ Дымовой газ Воздух

Сумской машиностроительный завод (СМНПО им. С.М. Фрунзе)

2М16-32/35-50, 2М16М-32/35-50 2ГМ16-20/42-60СМ2 4М16-12,5/17-281 4М16-45/35-55, 4М16М-45/35-55, 4ГМ16-45/35-55СМ2 4М16-22,4/23-64 4М16-100/200 6ГМ25-210/3-56, 6ГМ25-210/3-56М2 4М40-1,12/250-2500 50Т-130/200 4ГМ25-36/16-170М1 (4ГМ25-36/19-145)

ВСГ ВСГ ВСГ, дымовой газ Этилен ВСГ ВСГ ВСГ ВСГ Углекислый газ Попутный нефтяной газ

VEB Zwickauer Maschinenfabrik, ГДР

R42-60/50 1SLIK-250/15-50

ВСГ ВСГ

ČKD PRAHA, Чехословакия

НФ 601 2VN-150Р 4JBK-380B

Аммиак Факельный газ ВСГ

HAMWORTHY COMPRESSOR SYSTEMS, Англия

К695

Воздух

THOME CREPELLE, Франция

3EHN2GT

ВСГ

HITACHI, Ltd, Япония

BSD-NWCC

ВСГ

Neuman & Esser Deutschland GmbH & Co.KG, Германия

1TZS 190

ВСГ

Burckhardt, Швейцария

С2R1.38 С2S1.45 V325451-1 V325407-L/O V240216-WXY V240216-XY F8H230105-L1

Этилен Этилен Этилен Этилен Этилен Этилен Этилен

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Этилен Воздух ВСГ

305

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Определение технического состояния технического устройства производится на основании результатов контроля неразрушающими методами, расчетов и сопоставления полученных результатов с данными технической документации по параметрам, определяющим техническое состояние его основных элементов. Параметрами, определяющими техническое состояние компрессора, являются: ■ максимальный диаметр зеркал цилиндров компрессора; ■ минимально допустимый диаметр шеек коленчатого (коренного) вала; ■ недопустимый неравномерный износ направляющих, зеркал цилиндров и шеек валов; ■ коэффициенты запасов статической и усталостной прочности базовых деталей; ■ накопленное усталостное повреждение для деталей компрессора, работающих при одновременном воздействии различных по амплитуде и частоте переменных нагрузок. Минимальные (максимальные) размеры основных деталей компрессора, как правило, определены в технической документации, поставленной заводомизготовителем с компрессорной установкой. В случае отсутствия этих сведений можно использовать данные, приведенные в нормативно-технической документации [3].

306

Сравнивая полученные значения с критериями предельного состояния, определяется техническое состояние оборудования ПКУ. Так, при проведении неразрушающего контроля оборудования ПКУ были выявлены: ■ трещина в сварном соединении приварки фланца крепления фонаря горизонтального ряда к раме (рама сварной конструкции) компрессора ВП-50/8; ■ недопустимый неравномерный износ 22 направляющих (исправлен пришабриванием или заменой направляющих); ■ недопустимый неравномерный износ 38 цилиндров (расточены 26 цилиндров, заменены втулки на 12 цилиндрах); ■ недопустимый износ 27 цилиндров (заменены 24 цилиндра, расточены и завтулены 3 цилиндра); ■ недопустимый неравномерный износ шеек 15 коленчатых (коренных) валов (заменены 8 валов, расточены до ремонтного размера 7 валов); ■ недопустимый износ шеек 4 коленчатых (коренных) валов (валы заменены); ■ деформация 3 шатунов, трещины в 5 шатунах (шатуны заменены); ■ скопление литейных пор и трещины в 12 крейцкопфах (крейцкопфы заменены). Прогнозирование развития технического состояния технического устрой-

ства, которое состоит в том, чтобы на основе совокупности информации установить продолжительность его дальнейшей безопасной эксплуатации (остаточного ресурса). Для деталей компрессоров, подверженных механическому износу, прогнозирование (расчет) ресурса осуществлялся в соответствии с требованиями НТД [4]. Для деталей компрессоров, работающих в условиях длительного циклического нагружения, при необходимости проводился расчет на циклическую прочность, в котором определялось допустимое число циклов при заданных амплитудах и накопленное усталостное повреждение от различных видов нагрузок: циклической длительной, малоцикловой типа «пуск-остановка» и типа «сборка-разборка». За остаточный ресурс компрессора принимается минимальное из полученных значений расчетного ресурса для элементов компрессора. По результатам экспертизы промышленной безопасности эксплуатация компрессоров была продлена на срок от двух до десяти лет. Исключение составили: ■ 2VN-150Р, эксплуатируемый в ОАО «Новокуйбышевский нефтехимкомбинат» – срок дальнейшей эксплуатации 15 лет; ■ 4ГМ25-36/19-145 (после реконструкции, 3 шт.), эксплуатируемые в ОАО «СЛАВНЕФТЬ-ЯРОСЛАВНЕФТЕОРГ СИНТЕЗ» – срок дальнейшей эксплуатации 20 лет. При этом доля компрессоров, срок эксплуатации которых был продлен на шесть и менее лет, составила 13%, что говорит о хорошем состоянии большинства компрессоров, которое является следствием тщательного технического надзора, своевременно и качественно проводимых ремонтов.

Литература 1. РД 09-102-95 Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, поднадзорных Госгортехнадзору России. – М., 1995. – С. 3–5.

2. СА-03-007-06 Методика технического диагностирования компрессорных установок с поршневыми компрессорами. – М., 2006. – С. 16–19.

3. ОТУ-85 Общие технические условия по ремонту поршневых компрессоров. – Волгоград, 1985. – С. 23–24.

4. Методика оценки ресурса работоспособности машинного оборудования. – Волгоград, 1994. – С. 12–13.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Основные аспекты технического диагностирования и проведения экспертизы ПБ технологических трубопроводов на ОПО гелиевом заводе ООО «Газпром добыча Оренбург» УДК 681.518.5:621.643.43 Евгений БАХВАЛОВ, заведующий лабораторией неразрушающего контроля ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Владимир БУРАК, инженер I категории ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Татьяна ФЕДЯЕВА, ведущий специалист ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Алексей ФОНДАМИНСКИЙ, ведущий инженер ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Андрей ЯКОВЛЕВ, ведущий инженер ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург)

В статье проанализированы основные аспекты технического диагностирования и проведения экспертизы промышленной безопасности технологических трубопроводов на ОПО гелиевом заводе ООО «Газпром добыча Оренбург». Ключевые слова: техническое диагностирование (ТД), технологический трубопровод, обследование гелиевых установок и блоков, экспертиза промышленной безопасности (ЭПБ), нормативно-техническая документация (НТД).

О

ОО «ЛЕННИИХИММАШ», как экспертная организация в области промышленной безопасности и как автор проекта гелиевого завода, на протяжении более двадцати лет проводит экспертизу промышленной безопасности (далее – ЭПБ) технологических трубопроводов гелиевых установок, отработавших назначенный ресурс (более 10 лет), а также проверочные расчеты на прочность, выполненные при обследовании гелиевых установок и блоков, условий работы технологических трубопроводов, работающих в диапазоне температур от минус 196 °С до плюс 200 °С, и недопустимости попадания влаги в технологические полости сосудов, аппаратов и трубопроводов установок, осушенной среды с точкой росы минус 80 °С. Опыт, накопленный специалистами ООО «ЛЕННИИХИММАШ», свидетельствует о том, что в первую очередь необ-

ходимо обеспечить надежность и безо­ пасную эксплуатацию, которая заключается в оценке технического состояния технологических трубопроводов по наиболее нагруженным узлам и элементам, работающим в наиболее напряженных условиях.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Выбор таких узлов и элементов осуществляется на основе предыдущих результатов обследования гелиевых установок и блоков и выявленных конструктивных особенностей технологических трубопроводов с учетом их эксплуатации и выполненных проверочных расчетов на прочность. Проведение ЭПБ и технического диагностирования технологических трубопроводов гелиевых установок носит комплексный характер и в общем случае включает в себя: ■ анализ технической документации, оперативная (функциональная) диагностика; ■ визуальный и измерительный контроль (ВИК); ■ ультразвуковая толщинометрия (УТ); ■ контроль методом цветной и/или вихретоковой дефектоскопии; ■ контроль методом ультразвуковой дефектоскопии; ■ определение твердости, оценка механических свойств металла; ■ расчеты на прочность (в случае необходимости); ■ акустико-эмиссионный контроль (в случае необходимости); ■ гидравлические или пневматические испытания; ■ определение остаточного ресурса; ■ выдачу заключения экспертизы промышленной безопасности о возможности, условиях и сроках безопасной эксплуатации трубопроводов. Основой для проведения ЭПБ являются «Программы работ» и карты контроля. «Программа работ» разрабатывается в соответствии с требованиями действующих норм и правил [1, 2] и согласовывается с заказчиком, владельцем объекта экспертизы, и эксплуатирующей объект экспертизы организацией. «Программа работ» включает в себя весь перечень методов контроля для наиболее полной экспертной оценки состояния технологических трубопроводов.

307

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Особое внимание следует обратить на составление карт контроля, которые разрабатываются для каждого трубопровода в отдельности, на основании его фактической схемы, приложенной к паспорту трубопровода. Карта контроля содержит участки неразрушающего контроля, на которых ранее проводились ревизии для анализа коррозионной активности на элементах трубопроводов и выявления наиболее подверженных коррозии участков, результаты предыдущих диагностирований прикреплены к паспорту трубопровода. Экспертом также выбираются и наносятся на карту контроля новые участки для проведения диагностирования, в которых наиболее вероятно образование и развитие дефектов. При проведении работ по ЭПБ трубопроводов, находящихся в блочно-модульном исполнении, необходимо учитывать, что гелиевые блоки наиболее труднодоступны для технического диагностирования, так как состоят из агрегатированного оборудования и соединяющих трубопроводов. Кроме того, они находятся под слоем перлита и, как правило, требуют длительного отогрева перед проведением диагностических работ. Следует также принимать во внимание рекомендации по диагностированию, содержащиеся в «Методике технического освидетельствования аппаратов гелиевых установок Оренбургского гелиевого завода», разработанной специалистами ООО «ЛЕННИИХИММАШ», утвержденной РАО «Газпром» и согласованной с Госгортехнадзором России [3]. Таким образом, при проведении экспертизы промышленной безопасности трубопроводов эксперты ООО «ЛЕННИИ­ ХИММАШ» применяют весь комплекс накопленных знаний и методик, который позволяет с максимальной эффективностью оценить техническое состояние трубопроводов (работающих на блоках гелиевых установок в криогенном диапазоне температур) и выдать остаточный ресурс, обеспечивающий нормативный запас прочности и дальнейшую безопасную эксплуатацию. Литература 1. Методика оценки остаточного ресурса технологических трубопроводов. – Волгоград, 1996. – С. 16–20.

2. Руководство по безопасности «Рекомендации по устройству и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов». – М., 2013. – С. 58–59.

3. Методика технического освидетельствования аппаратов гелиевых установок Оренбургского гелиевого завода. – СПб, 1998. – С. 6–9.

308

Результаты экспертизы ПБ поршневых насосов

Экспертиза промышленной безопасности поршневых насосов типа ПДГ в ООО «КИНЕФ» за период 2011–2015 годы УДК 621.653 Евгений БАХВАЛОВ, заведующий лабораторией неразрушающего контроля ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Владимир БУРАК, инженер I категории ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Татьяна ФЕДЯЕВА, ведущий специалист ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Алексей ФОНДАМИНСКИЙ, ведущий инженер ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Андрей ЯКОВЛЕВ, ведущий инженер ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург)

В данной статье изложены материалы результатов экспертизы промышленной безопасности поршневых насосов, предназначенных для перекачивания высокотемпературных, тяжелых и вязких нефтепродуктов, таких как газойль, гудрон, битум. Ключевые слова: экспертиза, техническое диагностирование, поршневые насосы, анализ технической документации, визуально-измерительный контроль, ультразвуковой контроль, цветная дефектоскопия.

Д

ля обеспечения надежной и безаварийной эксплуатации оборудования, применяемого на опасных производственных объектах, необходимо проведение своевременной и качественной экспертизы промышленной безопасности (далее – ЭПБ). ООО «ЛЕННИИХИММАШ» проводит ЭПБ технических устройств более 15 лет. В номенклатуре объектов технического диагностирования значительное количество занимает насосное оборудование различных типов. За период 2011–2015 годов проведено техническое диагностирование с целью определения остаточного ресурса более 1000 насосам различных типов – центробежным, вихревым, шестеренчатым, поршневым (плунжерным), винтовым, водокольцевым и т. д.

Необходимо отметить, что из всего количества прошедших диагностику насосов большая доля, около 90%, приходилась на диагностику центробежных насосов и чуть более 10% – на диагностику поршневых насосов из всего парка находящихся в эксплуатации единиц насосного оборудования. В первую очередь это обусловлено спецификой технологических процессов, реализуемых на установках, в составе которых эксплуатируются поршневые насосы, а также отличием от центробежных более сложной конструкцией, тихоходностью, а в ряде случаев имеющих большие габаритные размеры и, следовательно, ограничивающих область их применения в технологических процессах. Обследованные поршневые насосы,

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

эксплуатируемые в ООО «КИНЕФ», были представлены широким спектром как по маркам и типам насосов, конструкций, назначению, так и по предприятиямпроизводителям, включая отечественные и зарубежные. Надо отметить, что в настоящее время существует дефицит нормативнотехнической документации в области требований к проведению технического диагностирования и оценке остаточного ресурса насосов, с чем приходится сталкиваться при проведении ЭПБ. Отдельных правил Ростехнадзора (ПБ, РД и т. д.) в этой области не разрабатывалось, и выходом в практической работе явилось использование специализированных методик соответствующих профильных институтов (например, ВНИКТИнефтехимоборудования, г. Волгоград), согласованных с Ростехнадзором. Поршневые насосы ПДГ – паровые, прямодействующие, двухцилиндровые, горизонтальные. Особенностью такого типа насосов является их конструктивное исполнение. Насос состоит из двух блоков – блока паровых цилиндров и блока гидравлических цилиндров, соединенных между собой средником. Блок паровых цилиндров насоса является приводом, а гидравлических цилиндров собственно насосом. В среднике расположены детали механизма перемещения гидравлических и паровых штоков. Насосы обеспечивают изменение подачи (производительности) и давления рабочей среды на выходе из насоса за счет изменения давления пара на входе (блок паровых цилиндров) в насос. Одним из представителей такого типа обследованных насосов являются насосы «Свесского машиностроительного завода» марки ПДГ. Экспертиза насосов проводилась специалистами ООО «ЛЕННИИХИММАШ» по разработанной программе согласно Федеральному закону от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов». В программу ЭПБ входили такие этапы, как: ■ анализ технической документации и оперативная (функциональная) диагностика каждого насоса, входящего в перечень Договора; ■ визуальный и измерительный контроль; ■ цветная дефектоскопия; ■ контроль твердости основных элементов; ■ гидравлические испытания (при необходимости); ■ выдача предварительного решения;

■ выполнение расчетов с определением остаточного ресурса; ■ составление Заключения экспертизы промышленной безопасности о возможности, сроках и условиях дальнейшей эксплуатации насосного оборудования. Насосы на момент проведения ЭПБ эксплуатировались от 32 до 45 лет, в зависимости от срока ввода в эксплуатацию имевшие наработку от 14 000 до 150 000 т/час за время с момента ввода в эксплуатацию. При этом среднегодовая наработка за указанные периоды эксплуатации составила от 300 до 3 300 т/час. Такой разброс по наработке обусловлен необходимостью технологического процесса и его периодичностью по времени использования оборудования. Кроме того, следует отметить, что насосы, как правило, имеют резервную единицу, что позволяет поддерживать их работоспособное, безаварийное состояние в соответствии с планом-графиком планово-предупредительного ремонта. Часть насосов с минимальной среднегодовой наработкой выполняли второстепенную роль в техпроцессе и большую часть времени составляли резерв. Анализ документации показал следующее: при проведении ремонтов в основном заменялись детали, отнесенные к быстроизнашивающимся, таким как сальниковые уплотнения, детали кулисного механизма, кольца гидравлических и паровых поршней, клапаны – детали, ограничивающие ресурс работы до ремонта. На единичных насосах, а всего парк таких насосов составляет порядка 30 единиц, заменялись поршни и штоки гидравлических и паровых блоков, золотниковые штоки паровых блоков. По результатам проведения ЭПБ корпусных деталей насосов, к которым относятся паровые и гидравлические блоки, золотниковые камеры парового блока, крышки клапанов гидравлического блока, средника, специалистами ООО «ЛЕННИИХИММАШ» отмечено удовлетворительное состояние этих деталей. Они не имели трещин, видимых деформаций наружных и внутренних поверхностей, срывов и смятия резьб отверстий. В отдельных случаях выявлялся срыв резьбы шпилек, болтов, гаек, которые подлежали замене. Результаты проведения измерительного контроля паровых и гидравлических цилиндров показали, что значения конусности и овальности не выходят за предельные значения, установленные технической документацией завода-изготовителя. Результаты контроля поршневых и гидравлических штоков и поршней на-

сосов не выявили недопустимых дефектов, которые бы препятствовали дальнейшей эксплуатации. Проведенная цветная дефектоскопия не выявила индикаторных следов типа трещина. Состояние резьб, посадочных поверхностей штоков для поршней и самих поршней удовлетворительное, поверхности не имели надиров, следов коррозионно-эрозионного износа. Состояние поверхности штоков в зоне работы сальниковых уплотнений также удовлетворительное, значения овальности штоков не выходили за предельные. Контролю были подвергнуты также всасывающие и нагнетательные коллекторы гидравлических блоков. По результатам экспертизы было установлено, что коллекторы не имеют недопустимых дефектов (трещины, видимые деформации, коробление фланцевых поверхностей, следов подтеков перекачиваемого продукта) и пригодны к дальнейшей эксплуатации. В единичных случаях выявлялся такой дефект, как выкрашивание периферийной зоны поверхности фланца. При ремонте такой дефект устранялся методом наплавки материала с последующей фрезеровкой поверхности фланца. Проведенный контроль твердости материалов, из которых изготовлены гидравлические и паровые блоки, всасывающие и нагнетательные коллекторы, штоки и поршни насосов, показал, что твердость деталей, с учетом погрешности измерений, соответствует требованиям нормативных документов для соответствующих марок стали, чугуна и не выявил изменения прочностных характеристик металла, препятствующего дальнейшей эксплуатации. При проведении ЭПБ гидравлические испытания паровых и гидравлических цилиндров насосов не проводились, так как за время эксплуатации не выполнялась их расточка. На основании результатов проведенного технического диагностирования поршневых насосов типа ПДГ было подтверждено их работоспособное техническое состояние и соответствие требованиям нормативной технической документации в области промышленной безопасности и определены сроки и параметры дальнейшей эксплуатации. Литература 1. Методика оценки ресурса работоспособности машинного оборудования. – Волгоград, 1992. – С. 12–14.

2. ОТУ-80. Общие технические условия по эксплуатации и ремонту поршневых и плунжерных насосов. – Волгоград, 1980. – С.25–28.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

309

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Об опыте проведения ЭПБ центробежных компрессорных установок УДК 621.515:65.012.16 Евгений БАХВАЛОВ, заведующий лабораторией неразрушающего контроля ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Владимир БУРАК, инженер I категории ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Татьяна ФЕДЯЕВА, ведущий специалист ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Алексей ФОНДАМИНСКИЙ, ведущий инженер ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Андрей ЯКОВЛЕВ, ведущий инженер ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург)

В статье проанализированы результаты проведения неразрушающего контроля и показаны характерные дефекты оборудования центробежных компрессорных установок. Ключевые слова: центробежная компрессорная установка, экспертиза промышленной безопасности.

О

ОО «ЛЕННИИХИММАШ», как экспертная организация в области промышленной безопасности, с 2009 года проводит экспертизу промышленной безопасности (ЭПБ) центробежных компрессорных установок на опасном производственном объекте ООО «КИНЕФ», г. Кириши. За прошедшие шесть лет, включая работы, проведенные в 2014 году, было обследовано и выдано заключений с определением остаточного ресурса дальнейшей безопасной эксплуатации на 17 единиц центробежных компрессорных установок. ЭПБ всех центробежных компрессорных установок проводилась впервые, исключая одну, где экспертиза проводилась повторно после окончания назначенного срока эксплуатации по результатам предыдущей экспертизы. Все центробежные компрессорные установки к моменту проведения экспертизы находились в эксплуатации от 23 до 42 лет на следующих технологических установках: ЛЧ-24/2000, ГФУ, Парекс-1, Парекс-2, ЛЧ-35-11/1000, ЛЧ-35-8/300Б, ОПК и ЦВК-2. Центробежные компрессорные установки, эксплуатируемые в ООО «КИНЕФ», представлены различными предприятиями-изготовителями

310

советского (российского) производства: Невский машиностроительный завод им. В.И. Ленина (марки 75-51-1) и Казанский компрессорный завод (марки ЦК-135/8), и иностранного производства: « Č KD Praha o.p. závod KOMPRESSORY» (марки 5RSA-39, 6RSA-70), г. Прага, ЧССР; «VEB Pumpen und Geblazerwerk» (марки 4VR350/550G, 4VRZ-200/430/02G, 5VRM 300/430G), г. Лейпциг, Германия, «KAWASAKI HEAVY INDUSTRIES, LTD. AKASHI MIRAMI WORKS» (марки RC 6B 6, RВ8-7В, RС65В), Япония. В ходе выполнения работ по ЭПБ рассматривалось оборудование, входящее в состав центробежной компрессорной установки, состоящей из компрессора, редуктора, приводного электродвигателя, соединительных муфт, сосудов, трубопроводов с регулирующей и отсекающей арматурой, маслосистемы, КИПиА, системы диагностики компрессора (системы вибромониторинга). Маслосистема включает в себя основной и пусковой маслонасосы, а также сосуды и трубопроводы. Для проведения ЭПБ разрабатывалась программа, где указаны объем и методы неразрушающего контроля. В соответствии с программой, в объем работ

по ЭПБ не входят главный и вспомогательные электродвигатели, фундамент, строительные конструкции, система предохранительных клапанов, системы подвода азота и продувок, системы охлаждающей и подогревающей воды (пара), быстроизнашивающиеся детали (уплотнения, подшипники и т. п.), КИПиА (при оперативной диагностике проводится проверка КИПиА на соответствие требованиям нормативных и эксплуатационных документов). Центробежные компрессоры представляли собой одноцилиндровые и двухцилиндровые машины с двумя–семью рабочими колесами. При проведении анализа документации на компрессорные установки отсутствовала полная информация на все оборудование, так как на момент их изготовления требовался только формуляр на компрессор, а оформлять паспорта сосудов, входящих с состав компрессорной установки, не требовалось. Поэтому в рамках работ, помимо компрессоров, редукторов и муфт, была проведена ЭПБ сосудов в количестве 179 единиц, с составлением паспортов, трубопроводов – 111 единиц, с составлением схем и маслонасосов – 15 единиц. Часть сосудов и трубопроводов по рабочей среде, а также маслонасосов, была обследована в рамках других договоров. Более подробно рассмотрим перечень наиболее часто возникающих дефектов и повреждений основных узлов и деталей, обнаруженных при контроле компрессоров, редукторов, муфт и маслонасосов. При проведении визуального и измерительного контроля были выявлены: ■ допустимый коррозионно-эрозионный износ вследствие действия рабочей среды входных кромок лопаток обратных направляющих аппаратов и лопаток диффузоров, составляющий визуально (0,5– 4,0) мм. Износ входных кромок лопаток рабочих колес составил (0,5–1,5) мм; ■ на шейках валов роторов и на упор-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

ных дисках – неглубокие риски глубиной визуально до (0,05–0,1) мм; ■ на периферии основного диска рабочего колеса первой ступени ротора компрессора 4VR-350/550G в районе приварки лопатки обнаружена радиально направленная трещина; ■ смятие усиковых уплотнений ротора; ■ разрушение трех болтов вставного корпуса компрессора 5RSA-39 установки ЛЧ-24/2000; ■ на посадочной поверхности вала ротора компрессора 5VRM 300/430G под зубчатую муфту обнаружена фреттингкоррозия; ■ регулярно встречается на зубчатых колесах и шестернях редукторов слабый износ в зонах контакта, следы поверхностного смятия зубьев, на некоторых зубьях – питтинговая коррозия, на шейках – риски глубиной до (0,05–0,2) мм; ■ на зубчатых муфтах выявлено смятие зубьев; ■ на шейках вал-шестерен маслонасосов выявлены риски глубиной до 0,05 мм. Следует отметить, что износ входных кромок лопаток статорных элементов не влияет на безопасную эксплуатацию компрессоров, а неравномерный износ входных кромок лопаток рабочего колеса может привести к дисбалансу ротора и, следовательно, к повышенной вибрации. В ООО «КИНЕФ» регулярно проводится динамическая балансировка роторов. Обнаруженная трещина на основном диске ротора компрессора 4VR-350/550G установки Парекс-1, имеющая усталостный характер, подтверждена при цветной дефектоскопии, что явилось основанием для замены ротора. При проведении ремонта выявленные риски были заполированы, а усы на уплотнениях выправлены механическим способом. В связи с разрушением болтов весь крепеж вставного корпуса компрессора 5RSA-39 установки ЛЧ-24/2000 заменен на новый того же материального исполнения, применимый для данного компрессора. Фреттинг-коррозия (коррозионное разрушение на границе двух тел, контактирующих друг с другом), обнаруженная на посадочной поверхности вала ротора компрессора 5VRM 300/430G установки ЛЧ-35-8/300Б, снижает усталостные свойства металла на 30–35%. Поэтому в заключении ЭПБ было рекомендовано при вынужденных остановках компрессора, но не реже чем через 8 000 часов пробега, проводить контроль плотности кре-

В ходе выполнения работ по ЭПБ рассматривалось оборудование, входящее в состав центробежной компрессорной установки, состоящей из компрессора, редуктора, приводного электродвигателя, соединительных муфт, сосудов, трубопроводов с регулирующей и отсекающей арматурой, маслосистемы, КИПиА, системы диагностики компрессора (системы вибромониторинга) пления зубчатой втулки на валу ротора, а при следующем капитальном ремонте компрессора заменить ротор или выполнить ремонт посадочной поверхности вала под зубчатую муфту. Питтинговые повреждения (коррозия металла, ведущая к образованию язв, полостей в металле, начинающаяся на его поверхности) зубчатой пары (зубчатое колесо и шестерня) и следы поверхностного смятия зубьев на зубчатой втулке шестерни редуктора были обнаружены на компрессорной установке ЦК-1 (марка компрессора 75-51-1) установки ГФУ. Было рекомендовано выполнять контроль состояния зубчатой пары через каждые 15 000 ч. пробега с проведением визуального осмотра, а также предусмотреть заказ новой зубчатой пары с азотированными зубьями из стали типа 30Х2НМФА. При проведении контроля твердости на компрессоре RC 6B 6 установки ОПК были выявлено, что три шпильки крепления крышки к корпусу имеют заниженную твердость (156–161) НВ. Твердость остальных шпилек составляла (312– 330) НВ, соответствующую стали 40Х. Применение шпилек из материала с низкими механическими свойствами может быть причиной разгерметизации компрессора, поэтому шпильки были заменены. При проведении цветной дефектоскопии рабочих колес клепаной конструкции выявлено частичное оконтуривание (10–12%) заклепок рабочего колеса, что допустимо в соответствии с требованиями нормативных документов [1]. Для повышения достоверности диагностирования, а также для оценки технического состояния механической части машин применяется вибрационная диагностика как метод технического диагностирования. Источниками возникновения вибрации компрессора могут быть дефекты в подшипниках, в зацеплении зубчатой пары редуктора и соединительной муфты, дефекты рабочих лопаток ротора, дисбаланс ротора, плохая центровка валов, что представляет ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

собой серьезную угрозу безопасной и безаварийной работе компрессора. Все рассмотренные центробежные компрессорные установки были оснащены стационарной системой вибромониторинга. Вибрационный контроль проводится в точках, расположенных в максимально возможной близости к подшипниковым узлам, а также к валу ротора. Измеряемые среднеквадратичные значения виброскорости компрессора и редуктора, виброперемещение вала компрессора в радиальных плоскостях и положение вала компрессора в осевой плоскости относительно его центрального положения до и после ремонта позволяют оценить их техническое состояние в соответствии с требованиями нормативных документов [1] и влияют на дальнейший срок их эксплуатации. Таким образом, по результатам проведенных ЭПБ центробежных компрессорных установок можно выделить следующие факторы, требующие особого внимания: ■ отсутствие полной информации на оборудование ЦКУ; ■ дефекты на основном и покрывающем диске рабочего колеса, оконтуривание заклепок; ■ фреттинг-коррозия, встречающаяся на валах под втулкой зубчатой муфты; ■ питтинговые повреждения на зубчатых парах редукторов; ■ повышенная вибрация, которая может привести к разрушению оборудования. Литература 1. М2-96. Методика диагностирования технического состояния и определения остаточного ресурса центробежных компрессоров и насосов. – М., 1996. – С. 27–30.

2. УО 38.12.007-87. Центробежные компрессоры. Общие технические условия на ремонт. – Волгоград, 1989. – С. 15–16.

3. РД 39-0148139-0001-2000. Система технического обслуживания и ремонта компрессорных станций на базе технической диагностики. – Уфа, 2000. – С. 19.

311

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Результаты ЭПБ центробежного оборудования Экспертиза промышленной безопасности воздуходувок в ООО «Кинеф» за период 2009–2015 годы УДК 621.51 Евгений БАХВАЛОВ, заведующий лабораторией неразрушающего контроля ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Владимир БУРАК, инженер I категории ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Татьяна ФЕДЯЕВА, ведущий специалист ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Алексей ФОНДАМИНСКИЙ, ведущий инженер ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Андрей ЯКОВЛЕВ, ведущий инженер ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург)

В статье проанализированы результаты проведения неразрушающего контроля и показаны характерные дефекты оборудования центробежных компрессорных установок. Ключевые слова: центробежная компрессорная установка, экспертиза промышленной безопасности.

О

дним из направлений деятель­ности ООО «ЛЕННИИХИММАШ» является проведение экспертизы промышленной безопасности (ЭПБ) технических устройств и машинного оборудования в составе технологических установок нефтеперерабатывающих предприятий, продолжающееся более 10 лет. В числе заказчиков проведения ЭПБ – Общество с ограниченной ответственностью «Производственное объединение «Киришинефтеоргсинтез» ОАО «Сургутнефтегаз» (далее – ООО «КИНЕФ») – крупнейшее предприятие по объему производства нефтепродуктов на Северо-Западе России. За период с 2009 по 2015 год специалистами «ГК «ЛЕННИИХИММАШ» была проведена работа по ЭПБ центробежного оборудования, в том числе воздуходувок, вентиляторов, дымососов, нагнетателей. Центробежное оборудование (воздуходувки, нагнетатели и т. д.), эксплуатируемое в ООО «КИНЕФ», представлено широким спектром как по маркам и типам, назначению, так и по предприятиямпроизводителям. В него входят российские (советские) производства (в том числе – стран СНГ), а также зарубежные производители. Они представлены в таблицах 1, 2.

312

Отечественные предприятия-изготовители центробежного оборудования (воздуходувок, нагнетателей и т.д.), эксплуатируемого в ООО «КИНЕФ» и прошедшего ЭПБ, представлены следующими производителями, такими как Хабаровский завод «Энергомаш», Невский машиностроительный завод им. В.И. Ленина, г. Ленинград, машиностроительный завод «УЗБЕКХИММАШ» и др. Центробежное оборудование, предложенное заказчиком на проведение ЭПБ, к моменту проведения экспертизы находилось в эксплуатации от 20 до 40 лет и включало в себя разнотипные машины – машины с одним (двумя, тремя) рабочими колесами и машины, работающие по принципу нагнетателя Рутса. Для проведения экспертизы специалистами ООО «ЛЕННИИХИММАШ» была разработана программа проведения ЭПБ механического оборудования согласно Федеральному закону от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (в ред. от 13июля 2015 года). В программе определялся весь необходимый объем работ проведения ЭПБ. В объем программы входило: анализ технической документации и оперативного (функционального) оборудования,

входящего в перечень экспертизы; визуальный и измерительный контроль; цветная дефектоскопия; ультразвуковая толщинометрия; контроль твердости основных элементов; гидравлические испытания (при необходимости); выдача предварительного решения; выполнение расчетов с определением остаточного ресурса; составление Заключения экспертизы промышленной безопасности о возможности, сроках и условиях дальнейшей эксплуатации центробежного оборудования. Работа по ЭПБ проводилась в соответствии с требованиями действующих нормативных и технических документов. Основные результаты, полученные при проведении ЭПБ: 1. Общий вывод – количество часов наработки обследованного парка воздуходувок находилось в интервале от 17 000 (периодического действия) до 210 000 часов (непрерывного действия) при сроках эксплуатации от 20 до 40 лет соответственно. Данные цифры свидетельствуют о том, что часы наработки не столько зависят от сроков ввода в эксплуатацию, сколько от интенсивности эксплуатации (непрерывность и длительность), что обусловлено спецификой технологических процессов, реализуемых на установках, в составе которых эксплуатируются воздуходувки.

2. По результатам ЭПБ корпусных деталей воздуходувок – спиральных камер, крышек отмечено, что уменьшение толщины стенок составило в процентном соотношении от начальной толщины от 7 до 29%, что обусловлено длительностью эксплуатации воздуходувок в календарных годах, а также воздействием перекачиваемой среды (агрессивность, загрязненность, температурный перепад). Результаты расчетов остаточного ресурса по коррозионно-эрозионному износу показали, что меньший остаточный ресурс имеют воздуходувки, размещенные на открытых площадках, спиральные камеры которых находятся под воздействием как внешней среды, так и пе-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

рекачиваемого продукта. У таких воздуходувок наблюдался повышенный коррозионно-эрозионный износ внутренней и внешней поверхностей (рис. 1–3), а также механизмов устройств регулирования производительности. Больший износ характерен для сварных спиральных камер, выполненных из листовой стали. Литые корпуса в меньшей степени подвержены внутреннему и внешнему воздействию среды. Исключение составляют нагнетатели по типу Рутса, корпуса которых почти не претерпели изменения толщины корпуса, что обусловлено подготовкой нагнетаемого воздуха (очистка, осушка, температурный режим).

3. По результатам ЭПБ валов воздуходувок отмечено, что состояние обследованных валов удовлетворительное. Как правило, в основном выявлялся незначительный коррозионно-эрозионный износ на нерабочих поверхностях. При проведении цветной дефектоскопии трещины на валах не обнаруживались, а фактическая твердость материала соответствовала твердости заявленных марок. В отдельных случаях наблюдался такой дефект, как фреттинг-коррозия поверхности вала в местах посадки подшипников. Состояние шпоночных пазов для посадки рабочих колес и полумуфт, резьб для стопорных гаек удовлетворительное.

4. По результатам ЭПБ рабочих колес отмечено, что состояние обследованных колес удовлетворительное. В основном выявлялся дефект, связанный, прежде всего, с длительностью эксплуатации и воздействием перекачиваемой среды – коррозионно-эрозионный износ основного и покрывного дисков, лопаток (рис.

4). При этом состояние ступиц, шпоночных пазов, крепежа оставалось удовлетворительным. Следует отметить, что износ дисков и лопаток не превышал 25% и более от начальной толщины. В отдельных случаях выявлялись сколы лопаток от попадания механических частиц, коррозионно-эрозионный износ в виде язв на поверхности дисков. ЭПБ не подвергались торцевые уплотнения, подшипники, уплотнительные кольца и т. д., так как они не определяют ресурса оборудования в целом и подлежат замене на новые (так называемые быстроизнашивающиеся детали, заменяемые в первую очередь при ремонтах). По результатам ЭПБ в целом можно констатировать, что техническое состояние воздуходувок соответствует предъявляемым к ним эксплуатационным требованиям, что достигается за счет выполнения следующих мероприятий: неукоснительного соблюдения графиков проведе-

Таблица 1 Завод-изготовитель

Основные типы

Перекачиваемые среды

Хабаровский завод «Энергомаш»

Н-700-13-1

Сернистый газ

Невский машиностроительный завод им. В.И. Ленина, г. Ленинград

Н-360-21-1

Воздух

«Узбекхиммаш»

ТВ 500-1,08 В1 ТВ-80-1,6

Воздух

Уфа

ВДН-15

Воздух

Таблица 2 Фирма-изготовитель

Основные типы

Перекачиваемые среды

AERZEN (Германия)

GMb 16/13 DA

Воздух

ABB SOLYVENT VENTEC (Италия)

HEDX SLIA 202

Воздух

CKD DUKLA (Чехия)

RVE 2500-8N

Дымовые газы

CKD DUKLA (Чехия)

PVT 1250

Воздух

METRICO (Югославия)

D66K1

Воздух

PILLER (Югославия)

GL90/GR90

Воздух

KAWASAKI NAKASHIMA MFG CO, LTD (Япония)

NV-FV-BD № 11 NV-BD № 5½ SC-BD № 12

Воздух Воздух Дымовые газы

Рис. 1. Наружный коррозионно-эрозионный износ

Рис. 2. Состояние внутренней поверхности спиральной камеры (перекачиваемая среда – сернистый газ)

Рис. 3. Воздуходувка на открытой площадке

Рис. 4. Рабочее колесо дымососа

ния планово-предупредительных ремонтов оборудования; внедрения стационарной системы вибромониторинга оборудования, работающего длительный срок (по образу и подобию мониторинга центробежного компрессорного оборудования, применяемого уже более 10 лет в ООО «КИНЕФ»); заблаговременного планирования объемов работ по ЭПБ и оперативного устранения дефектов оборудования по результатам ее проведения; своевременной замены морально и физически устаревшего оборудования; ведения электронной базы паспортов на механическое оборудование.

Литература 1. Методика 2-96. Методика диагностирования технического состояния и определения остаточного ресурса центробежных компрессоров и насосов. – М., 1996. – С. 33–35.

2. Методика оценки ресурса работоспособности машинного оборудования. – Волгоград, 1994. – С. 25–30.

3. Нормы межремонтных периодов, структуры ремонтных циклов и содержание работ по видам ремонта машинного оборудования предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. – Волгоград, 1987. – С. 25–27.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

313

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Анализ результатов работ по экспертизе ПБ поршневых компрессорных установок УДК 621.51 Евгений БАХВАЛОВ, заведующий лабораторией неразрушающего контроля ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Владимир БУРАК, инженер I категории ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Татьяна ФЕДЯЕВА, ведущий специалист ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Алексей ФОНДАМИНСКИЙ, ведущий инженер ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург) Андрей ЯКОВЛЕВ, ведущий инженер ООО «ЛЕННИИХИММАШ» (г. Санкт-Петербург)

В статье проанализированы результаты проведения экспертизы промышленной безопасности поршневых компрессорных установок. Ключевые слова: экспертиза промышленной безопасности, обследование, поршневая компрессорная установка, компрессор, сосуд, трубопровод, дефект.

О

сновными направлениями деятельности ООО «ЛЕННИИХИММАШ» являются: ■ комплексное проектирование в области переработки природного и попутного нефтяного газа; ■ разработка и изготовление нестандартного оборудования; ■ инжиниринговая деятельность по комплектной поставке оборудования и материалов; ■ экспертиза ПБ. Одной из причин проведения экспертизы промышленной безопасности (ЭПБ) технических устройств является эксплуатация оборудования более 20 лет, что характерно и для поршневых компрессорных установок (ПКУ), эксплуатируемого в России и странах СНГ. Специалисты ООО «ЛЕННИИХИММАШ» выполняли экспертизу промышленной безопасности компрессоров и поршневых компрессорных установок, с целью определения остаточного ресурса, с 1988 года. С 2006 года – на основании СА-03007-06 «Методика технического диагностирования компрессорных установок с поршневыми компрессорами» [1], разработанной ООО «ЛЕННИИХИММАШ». Для сосудов и трубопроводов, входящих в состав установки, техническое диагностирование проводилось в соответствии с действовавшими на момент проведения работ документами [2-10].

314

За этот период выполнено обследование и ЭПБ более 320 компрессоров и ПКУ, изготовленных в 1962 году и позднее. Согласно договорам с владельцами оборудования выполнялась ЭПБ поршневых компрессорных установок в целом, поршневых компрессоров или части оборудования ПКУ. Компрессорные установки предназначены для сжатия различных газов с начальным давлением от атмосферного до 26,5 МПа, конечным давлением от 0,3 до 245 МПа, производительность – от 1,12 до 210 м3/мин, имеют число ступеней сжатия от одной до шести. Многоступенчатые компрессоры имеют межступенчатое охлаждение и иногда концевое. Число рядов компрессоров – от одного до шести. Более подробно сведения о ПКУ представлены в таблице 1. К моменту проведения экспертизы оборудование находилось в эксплуатации от 19 до 48 лет и имело пробег (наработку) от 7,8 до 245 тыс.ч. Исключение составляют три ПКУ 4ГМ2536/16-170М1, которые после изготовления не были смонтированы и хранились на складе ОАО «Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез» в течение 15 лет. Предприятием было принято решение использовать эти ПКУ для вновь создаваемой технологической установки, проведя его реконструкцию с изменением параметров работы на основании разработанного и согласованного в

установленном порядке технического задания. В соответствии с разработанным проектом после реконструкции ПКУ получила обозначение 4ГМ25-36/19-145. Экспертиза оборудования проводилась с целью оценки его технического состояния и определения возможности эксплуатации в составе ПКУ 4ГМ25-36/19-145. Поршневая компрессорная установка состоит из различных технических устройств: компрессора, сосудов, трубопроводов, маслонасосов. Заводом-изготовителем разрабатывался единый документ на компрессор (компрессорную установку) – формуляр компрессора, в который составной частью входили технические паспорта сосудов или их чертежи, причем на сосуды вспомогательных систем документация, как правило, не прилагалась. Что касается трубопроводов, то расположение трубопроводов изображалось только на чертежах общего вида или на монтажных чертежах; дополнительно прикладывалась принципиальная схема (схемы) трубопроводов. «Правила устройства и безопасной эксплуатации поршневых компрессоров, работающих на взрывоопасных и токсичных газах» [11] были утверждены в 1970 году. В 1974 и 1976 годах в них внесли изменения, и выходит 2-е издание Правил. Позднее вступили в силу ПБ 09-29799 [12], в настоящее время действуют ПБ 03-582-03 [13]. Из 323 обследованных поршневых компрессорных установок 110 были изготовлены до выхода первых Правил, еще 93 шт. – до внесения изменений в них. Поэтому при проведении анализа документации компрессорных установок на этапе подготовки договора мы часто сталкивались с тем, что имелась документация не на все оборудование: отсутствовали паспорта всех или части сосудов ПКУ, схемы межступенчатых трубопроводов многоступенчатых компрессоров и трубопроводов вспомогательных систем. Выявление сосудов, не имеющих паспортов и трубопроводов, не имеющих схем, давало основание для выполнения дополнительных работ по оформлению

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

паспортов сосудов и схем трубопроводов на основании результатов ЭПБ. Экспертизу промышленной безопасности технического устройства можно условно разделить на три части: 1) оценка соответствия технического устройства требованиям нормативных правовых актов в области промышленной безопасности и технической документации (далее – НТД); 2) определение текущего технического состояния объекта; 3) прогнозирование развития этого состояния, то есть определение остаточного ресурса и принятие решения о возможности и условиях дальнейшей эксплуатации оборудования. Оценка соответствия объекта требованиям НТД в области промышленной безопасности формируется на основе изучения и анализа документации по изготовлению, монтажу, эксплуатации, обслуживанию, ремонту технического устройства, осмотр технического устройства, информации, полученной от обслуживающего персонала. При проведении анализа технической документации особое внимание следует обращать на выполненные ремонты, замененные детали, периодичность и причины их замены, на перечень контролируемых деталей компрессоров, сосудов и трубопроводов, объем и методы неразрушающего контроля, применяемые при ремонтах оборудования. Также изучается перечень контролируемых деталей, объем и методы неразрушающего контроля, применяемые при ремонтах компрессоров, определяются замененные детали и периодичность их замены на выполненные ремонты сосудов и трубопроводов и их причины. На этом этапе формируется перечень деталей и контролируемых участков оборудования и определяются методы их контроля. Определение технического состояния технического устройства производится на основании результатов контроля неразрушающими методами, расчетов и сопоставления полученных результатов с данными технической документации по параметрам, определяющим техническое состояние его основных элементов. Параметрами, определяющими техническое состояние оборудования компрессорной установки, являются: ■ минимально допустимые толщины стенок сборочных единиц компрессорной установки, работающих под внутренним давлением или под наливом (сосудов, трубопроводов); ■ максимальный диаметр зеркал цилиндров компрессора; ■ минимально допустимый диаметр

Таблица 1 Завод-изготовитель

Марка компрессора

Рабочая среда

Московский завод «Компрессор»

АУ 200/1 АВ 100

Аммиак Аммиак

Московский завод «Борец»

305ГП-20/18 305ВП-30/8 305ГП-16/70 305ВП-16/70 202ГП-12/3 205ГП-20/18 2ВП-12/3 2М10-50/8

Дымовой газ Воздух Азот Воздух Углекислый газ Пропан+водород Углекислый газ Воздух

Пензенский компрессорный завод (ПО «Пензкомпрессормаш»)

5Г-100/8 5Г-600/42-60 5Г-300/15-30 5Г-125/13-60 2М10-10/20-50Б 4М10-63/1,2-20 4М10-100/8

Воздух ВСГ ВСГ ВСГ ВСГ Этилен Воздух

Краснодарский компрессорный завод

ВНК-150/0,7М 2УП 2УАП ВП-20/8М ВП-50/8, ВП-50/8М

Углекислый газ Углекислый газ Углекислый газ Дымовой газ Воздух

Сумской машиностроительный завод (СМНПО им. С.М. Фрунзе)

2М16-32/35-50, 2М16М-32/35-50 2ГМ16-20/42-60СМ2 4М16-12,5/17-281 4М16-45/35-55, 4М16М-45/35-55, 4ГМ16-45/35-55СМ2 4М16-22,4/23-64 4М16-100/200 6ГМ25-210/3-56, 6ГМ25-210/3-56М2 4М40-1,12/250-2500 50Т-130/200 4ГМ25-36/16-170М1 (4ГМ25-36/19-145)

ВСГ ВСГ ВСГ, дымовой газ Этилен ВСГ ВСГ ВСГ ВСГ Углекислый газ Попутный нефтяной газ

VEB Zwickauer Maschinenfabrik, ГДР

R42-60/50 1SLIK-250/15-50

ВСГ ВСГ

ČKD PRAHA, Чехословакия

НФ 601 2VN-150Р 4JBK-380B

Аммиак Факельный газ ВСГ

HAMWORTHY COMPRESSOR SYSTEMS, Англия

К695

Воздух

THOME CREPELLE, Франция

3EHN2GT

ВСГ

Этилен воздух ВСГ

HITACHI, Ltd, Япония

BSD-NWCC

ВСГ

Neuman & Esser Deutschland GmbH & Co.KG, Германия

1TZS 190

ВСГ

Burckhardt, Швейцария

С2R1.38 С2S1.45 V325451-1 V325407-L/O V240216-WXY, V240216-XY F8H230105-L1

Этилен Этилен Этилен Этилен Этилен Этилен Этилен

шеек коленчатого (коренного) вала; ■ недопустимый неравномерный износ направляющих, зеркал цилиндров и шеек валов; ■ износ деталей маслонасосов; ■ коэффициенты запасов статической и усталостной прочности базовых деталей; ■ накопленное усталостное повреждение для деталей, сосудов и трубопроводов, работающих при одновременном

воздействии различных по амплитуде и частоте переменных нагрузок. Минимальные (максимальные) размеры основных деталей компрессора, как правило, определены в технической документации, поставленной заводомизготовителем с компрессорной установкой. В случае отсутствия этих сведений можно использовать данные, приведенные в нормативно-технической документации [14].

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

315

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Сравнивая полученные значения с критериями предельного состояния, определяется техническое состояние оборудования ПКУ. При проведении неразрушающего контроля были выявлены: ■ несоответствие конструкции 18 сосудов требованиям нормативных документов. Часть несоответствий была устранена при выполнении ремонтов, для части сосудов выполнение ремонтов было признано нецелесообразным и проведены гидравлические испытания с применением акустико-эмиссионного контроля с целью выявления развивающихся дефектов. При отсутствии развивающихся дефектов оборудование допускалось к дальнейшей эксплуатации, в противном случае выполнялся ремонт; ■ несоответствие конструкции трубопроводов требованиям НТД. Несоответствия были устранены при выполнении ремонтов; ■ недопустимый неравномерный износ 22 направляющих (исправлен пришабриванием или заменой направляющих); ■ недопустимый неравномерный износ 38 цилиндров (расточены 26 цилиндров, заменены втулки на 12 цилиндрах); ■ недопустимый износ 27 цилиндров (заменены 24 цилиндра, расточены и завтулены 3 цилиндра); ■ недопустимый неравномерный износ шеек 15 коленчатых (коренных) валов (заменены 8 валов, расточены до ремонтного размера 7 валов); ■ недопустимый износ шеек 4 коленчатых (коренных) валов (валы заменены); ■ износ и выкрашивание зубьев 3 шестеренчатых насосов (насосы заменены); ■ износ кулачковых валов 2 лубрикаторов (лубрикаторы заменены); ■ вмятины на обечайках 3 сосудов (выполнен расчет, подтверждена прочность); ■ несоответствие геометрии сварных швов и другие недопустимые дефекты, такие как трещины, смещение кромок, превышение усиления шва, наплывы, поры, свищи, подрезы, прожоги, незаплавленные кратеры, коррозионное повреждение основного металла и сварных швов (дефекты были устранены при ремонте оборудования: ремонт сварных швов, замена дефектных обечаек, патрубков, деталей трубопроводов и арматуры). Прогнозирование развития технического состояния оборудования, которое состоит в том, чтобы на основе совокупности информации об оборудовании компрессорной установки установить продолжительность ее дальнейшей безопасной эксплуатации (остаточного ресурса).

316

Для оборудования, эксплуатирующегося в условиях статического нагружения, основным повреждающим фактором для которого является коррозионноэрозионный износ, при прогнозировании (расчете) принимается, что скорость коррозионно-эрозионного износа будет оставаться постоянной. Для деталей компрессоров, подверженных механическому износу, принимаются аналогичные допущения. Для деталей компрессора и оборудования, работающих в условиях длительного циклического нагружения, при необходимости проводился расчет на циклическую прочность, в котором определялось допустимое число циклов при заданных амплитудах и накопленное усталостное повреждение от различных видов нагрузок: циклической длительной и малоцикловой типа «пуск-остановка». За остаточный ресурс оборудования принимается минимальное из полученных значений расчетного ресурса для каждого элемента оборудования. В рамках работ по экспертизе промышленной безопасности было обследовано 323 поршневых компрессорных установок, в том числе: ■ 28 маслонасосов и лубрикаторов; ■ 504 сосуда, из них на 87 сосудов были оформлены паспорта; ■ 456 трубопроводов, из них составлены схемы 62 трубопроводов и откорректировано совместно с ОТН предприятий более 100 схем трубопроводов. Сроки проведения неразрушающего контроля при проведении ЭПБ привязаны к срокам ремонта оборудования. Сроки проведения ремонта компрессоров и оборудования компрессорной установки обычно не совпадают по времени, и, как следствие, при проведении ЭПБ отдельных частей ПКУ, особенно в тех случаях, когда она проводится различными экспертными организациями, могут быть упущены некоторые факторы, влияющие на безопасность ее эксплуатации. Часто экспертные организации при проведении ЭПБ только сосудов или трубопроводов не принимают во внимание то, что это оборудование является частью поршневых компрессорных установок, и не учитывают требования соответствующих правил. Чтобы учесть влияние всех составляющих, при проведении экспертизы промышленной безопасности компрессорных установок необходим комплексный подход, при котором проведение экспертизы промышленной безопасности компрессорной установки в целом осуществляется силами экспертов одной экспертной организации.

Литература 1. СА-03-007-06 Методика технического диагностирования компрессорных установок с поршневыми компрессорами. – М., 2006. – С. 21–23.

2. Методика оценки ресурса остаточной работоспособности технологического оборудования нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств. – Волгоград, 1992. – C. 7–8.

3. ИТН-93 Инструкция по техническому надзору, методам ревизии и отбраковке трубчатых печей, резервуаров, сосудов и аппаратов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств.

– Волгоград, 1992. – C. 4.

4. РД 09-102-95 Методические указания по определению остаточного ресурса потенциально опасных объектов, поднадзорных Госгортехнадзору России. – М., 1995. – С. 15.

5. РД 34.17.439-96 Методические указания по техническому диагностированию и продлению срока службы сосудов, работающих под давлением. – М., 1995. – С. 6.

6. Методика оценки остаточного ресурса технологических трубопроводов. – Волгоград, 1996. – С. 15–17.

7. МООР-98 Методика определения остаточного ресурса технологического оборудования нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств. – Волгоград, 1998. – С. 13.

8. РД 03-421-01 Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов. – М., 2001. – С. 49–52.

9. СО 153-34.17.439-2003 Инструкция по продлению срока службы сосудов, работающих под давлением. – М., 2001. – С. 36–39.

10. ДиОР-05 Методика диагностирования технического состояния и определения остаточного ресурса технологического оборудования нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств. – Волгоград, 2006. – С. 21.

11. Правила устройства и безопасной эксплуатации поршневых компрессоров, работающих на взрывоопасных и токсичных газах. – М., 1970. – С. 11.

12. ПБ 09-297-99 Правила устройства и безопасной эксплуатации компрессорных установок с поршневыми компрессорами, работающими на взрывоопасных и вредных газах. – М., 2000. – С. 6.

13. ПБ 03-582-03 Правила устройства и безопасной эксплуатации компрессорных установок с поршневыми компрессорами, работающими на взрывоопасных и вредных газах. – М., 2003. – С. 17.

14. ОТУ-85 Общие технические условия по ремонту поршневых компрессоров. – Волгоград, 1985. – С. 3.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Неразрушающий контроль сварных швов О проблемах проведения неразрушающего контроля сварных швов при диагностировании сосудов АХУ УДК 620.179.1, 621.642.3 Дмитрий ДАНИЛЬЦЕВ, эксперт ООО «Экспертная компания «Октябрь» (г. Омск)

В статье приведены проблемы, возникающие при проведении неразрушающего контроля сварных швов сосудов АХУ. Ключевые слова: диагностирование, сосуды АХУ, неразрушающий контроль, методы контроля.

П

ри проведении диагностирования сосудов промышленных аммиачных холодильных установок (АХУ) отсутствует возможность провести неразрушающий контроль металла и сварных соединений в полном объеме, в результате чего проводят выборочный контроль. Эксперт составляет программу диагностирования, в которой для каждого элемента указывается метод, объем и конкретные участки контроля. Как правило, это участки, наиболее подверженные возникновению и развитию дефектов. Программа составляется в соответствии с разработанными руководящими документами, инструкциями и методиками, содержащими требования и порядок проведения диагностирования конкретного объекта, типовые программы диагностирования. Однако указанные документы не всегда учитывают особенности оборудования с точки зрения возможности проведения контроля тем или иным методом. РД 09-244-98 [1], п. 2.4.3 содержит требование проведения неразрушающего контроля в местах концентрации напряжений и в местах пересечений швов, а также в местах приварки штуцеров, горловин люков к корпусу, местах приварки опор. Стали в среде аммиака в присутствии воздуха, двуокиси углерода могут подвергаться коррозионному растрескиванию. Поэтому места концентрации напряжений при диагностировании подвергаются обязательному контролю согласно РД 09-244-98, п. 2.6.6.2 [1]. При этом стыковые сварные швы корпуса сосуда, выполненные, как правило, автоматической сваркой, достаточно хорошо контролируются ультразвуковой дефекто-

скопией. Кроме того, ультразвуковой метод в данном случае предпочтительнее радиографического, так как лучше выявляет плоскостные дефекты (самые опасные), экономически выгоден и не требует проведения специальных мероприятий по радиационной безопасности. Напротив, при контроле сварных швов приварки патрубков, горловин и штуцеров к корпусу возникают проблемы, связанные с особенностями этих швов. РД 09-244-98, п. 2.6.6.2 [1] предлагает использовать для контроля таких швов ультразвуковой, цветной, магнитопорошковый или токовихревой методы (в сочетании друг с другом или взятым отдельно любым из перечисленных методов). При этом указанные сварные соединения в основном выполняются ручной дуговой сваркой, односторонним угловым сварным швом с конструктивным зазором (непроваром). Особенностью сварных швов, выполненных ручной дуговой сваркой, является достаточно грубая чешуйчатость усиления сварного шва с резкими перепадами, брызгами расплавленного металла на поверхности. Метод ультразвуковой дефектоскопии хорошо выявляет трещины, однако он практически неприменим в данном случае. Несмотря на то, что существуют методики ультразвукового контроля сварных швов приварки штуцеров, проведение такого контроля требует тщательной настройки дефектоскопа, которую трудно провести на объекте, высокой квалификации оператора. Кроме того, конструктивный непровар приводит к ложным сигналам на экране дефектоскопа, что делает проведение контроля невозможным. ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

Цветной и магнитопорошковый методы контроля отличаются высокой чувствительностью к тонким и мелким поверхностным трещинам, простотой выполнения и наглядностью результатов. Но применение этих методов требует специальной подготовки поверхности контролируемого сварного шва. Качество подготовки поверхности к контролю определяет чувствительность и достоверность контроля. Ручная дуговая сварка характерна наличием на поверхности шва резких переходов типа усиления шва, чешуйчатости, капель металла, крупных микронеровностей. Это приводит к тому, что индикаторный пенетрант, или магнитный порошок, интенсивнее скапливается не в местах, где расположены дефекты, а в местах резких переходов и углублений, что не позволяет однозначно судить о наличии или отсутствии дефектов. При этом механическая обработка поверхности шва для удаления микронеровностей может привести к нарушению профиля сварного шва и снижению его работоспособности. Токовихревой метод контроля в основном не применяется для контроля сварных швов, так как структурная неоднородность и электропроводность различных зон сварного шва и околошовной зоны значительно изменяются, что создает помехи при проведении контроля. Таким образом, ни один из предложенных методов фактически не подходит для контроля сварных швов приварки патрубков, горловин и штуцеров к корпусу сосудов АХУ. Для составления эффективной программы диагностирования эксперт должен знать особенности методов неразрушающего контроля и требования руководящих документов.

Литература 1. РД 09-244-98 «Инструкция по проведению диагностирования технического состояния сосудов, трубопроводов и компрессоров промышленных аммиачных холодильных установок».

317

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Преимущества и недостатки ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии УДК: 74.30 Шамиль МАСАГУТОВ, директор ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Анатолий СЫТИН, начальник лаборатории – главный инженер ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Ольга АЛЛАГУЛОВА, начальник экспертного отдела ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Алик ИБРАГИМОВ, старший инженер-конструктор ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Геннадий СОЛОГУБ, руководитель сектора ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Владимир НЕГАНОВ, старший инженер-конструктор ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Марина ГУРЬЯНОВА, инженер-конструктор ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак)

Ультразвуковая дефектоскопия – группа методов, в которых используют проникающую способность упругих волн. Ключевые слова: дефектоскопия, ультразвуковой контроль, эхо-метод.

П

ри проведении мониторинга технического состояния сложных систем и агрегатов актуальными задачами являются объективное, своевременное обнаружение дефектов различной природы и организация контроля за развитием дефектов из-за старения элементов при эксплуатации. Одним из путей предотвращения нежелательных последствий эксплуатации изделий с дефектами является систематичное использование методов неразрушающего контроля. Применение каждого из методов в каждом конкретном случае характеризуется вероятностью выявления дефектов. На вероятность выявления дефектов влияют чувствительность метода, а также условия проведения процедуры контроля. Определение вероятности выявления дефектов является достаточно сложной задачей, которая усложняется, если для повышения достоверности определения дефектов приходится комбинировать методы контроля. Комбинирование методов подразумевает не только использование нескольких методов, но и чередование их в

318

определенной последовательности (технологии). Вместе с тем стоимость применения метода контроля или их совокупности должна быть по возможности невысокой. Таким образом, выбор стратегии применения методов контроля основывается на стремлении, с одной стороны, повысить вероятность выявления дефектов и, с другой стороны, снизить технико-экономические затраты на проведение контроля. Дефектоскопия – обобщающее название неразрушающих методов контроля материалов (изделий), которые используются для обнаружения нарушений сплошности или однородности макроструктуры, отклонений химического состава и других целей. Наиболее распространены ультразвуковая, рентгено- и гаммадефектоскопия, капиллярная, магнитная дефектоскопия. УЗ-дефектоскопия – группа методов дефектоскопии, в которых используют проникающую способность упругих волн ультразвукового диапазона частот (иногда – звукового). УЗ-дефектоскопия – один из наиболее универсальных способов нераз-

рушающего контроля, методы которого позволяют обнаруживать поверхностные и глубинные дефекты: трещины, раковины, расслоения в металлических и неметаллических материалах (в том числе в сварных и паяных швах, клееных многослойных конструкциях), определять зоны коррозии металлов, измерять толщину (резонансный метод). Для контроля сварных соединений наиболее широкое применение получил эхо-метод, при котором признаком обнаружения дефекта является прием искателем эхо-импульса от самого дефекта. С помощью пьезоэлектрического щупа УЗ-дефектоскопа, помещенного на поверхность сварного соединения, в металл посылают направленные ультразвуковые колебания. УЗ вводят в изделие отдельными импульсами под углом 40°, 50°, 65°, 70°, 73° к поверхности металла. При встрече с дефектом возникает отраженная УЗ-волна, которая воспринимается либо другим щупом (приемным в случае двухщуповой схемы), либо тем же (подающим при однощуповой схеме) во время паузы между импульсами. Отраженный УЗ-сигнал преобразуется в электрический, усиливается и подается на трубку осциллографа, где фиксируется наличие дефекта в соединении в виде пика на экране. Для ввода УЗ в металл пространство между излучающей плоскостью искателя и поверхностью металла заполняют контактирующей средой. В зависимости от толщины слоя контактирующей среды различают контактный и иммерсионный способы обеспечения акустического контакта. Поверхность шва и околошовной зоны на ширине 60–120 мм в обе стороны от шва должна быть зачищена механическим способом. Шероховатость поверхности, подготовленной для проведения УЗК, должна быть не более Ra 6,3 (Rz-40). Основные параметры контроля эталонируют при помощи комплекта стан-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

дартных образцов: СО-1; СО-2; СО-3. Мерой эквивалентной площади выявленной несплошности является амплитуда отраженного от нее сигнала. Оценку эквивалентной площади осуществляют либо прямым сравнением с площадью эквивалентных отражателей, либо с помощью специальных диаграмм. УЗК более надежно, чем просвечивание, выявляет плоскостные дефекты (трещины, непровары кромок), ориентированные параллельно оси шва. Наиболее достоверные результаты получают, если применяют образцы (СОП) с реальными дефектами. Применение СОП с искусственными дефектами, имитирующими трещины, может привести к ложным результатам. Это связано с тем, что искусственные дефекты имеют с торца сравнительно большую отражающую поверхность, поэтому процессы рассеяния УЗ-колебаний от искусственных дефектов могут резко отличаться от реальной картины рассеяния. По сравнению с другими методами УЗК имеет следующие преимущества: высокую чувствительность и производительность, возможность контроля при одностороннем доступе, относительно низкую стоимость оборудования, безопасность. Недостатками УЗК являются сложная расшифровка дефектов, ограниченное применение для металлов с крупным зерном, сложность контроля изделий малой толщины, необходимость разработки специальных методик при дефектоскопии изделий различных типов. УЗ-метод применяют в основном для выявления внутренних дефектов, но он может быть использован и для выявления поверхностных дефектов. Важнейшим преимуществом УК (в отличие от радиографии) является высокая вероятность выявления наиболее опасных плоскостных дефектов. Экспериментальным путем установлено, что производительность УЗК в среднем в 3–10 раз выше радиографического. Кроме того, себестоимость УЗК в 4–8 раз ниже. УЗК является наиболее востребованным физическим методом неразрушающего контроля сварных соединений конструкций. Использование современных ЭВМ в дефектоскопах для автоматизации процесса контроля и настройки создает условия для проведения контрольных работ значительных объемов (например, дефектоскопия многокилометровых участков железнодорожного полотна). Для достижения 100%-й гарантии поиска дефектов эхо-импульсный метод обычно используется совместно с другими методами. Только такое решение обеспечивает выявление всех дефектов. Таким образом, эхо-импульсный метод

является эффективным методом неразрушающего контроля, так как качество, скорость и точность выявления дефектов находятся на высоком уровне. Эхо-метод основан на регистрации эхосигнала, отраженного от дефекта. Кроме преимущества одностороннего доступа, он также имеет наибольшую чувствительность к выявлению внутренних дефектов и высокую точность определения координат дефектов. К недостаткам метода следует отнести низкую помехоустойчивость к наружным отражателям, резкую зависимость амплитуды сигнала от ориентации дефекта. Этим методом контролируют около 90% всех сварных соединений толщиной 4 мм и более. УЗ-метод не имеет равных при обнаружении тонких трещин. Если радиационные методы позволяют обнаруживать трещины шириной 0,1 мм, а магнитный и электромагнитный контроль – шириной 0,001–0,01 мм, то ультразвуковой контроль выявляет трещины шириной 0,00001 мм, практически полностью отражаясь от них. Чувствительность эхо-метода высока, но расшифровка импульсов на экране электронно-лучевой трубки дефектоскопа – достаточно сложная операция. Наблюдая такие импульсы, трудно составить правильное представление о форме и размерах дефекта в изделии. Один из самых серьезных недостатков УЗ-метода состоит в том, что сведения, которые он сообщает, недостаточны, чтобы составить полную характеристику дефекта. Например, с помощью эхо-метода можно с высокой достоверностью установить наличие дефектов и правильно измерить их координаты, но размеры дефектов определяются с низкой точностью. Сравнительно недавно оценка формы дефекта считалась вообТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

ще невыполнимой задачей. Между тем именно характер и форма дефекта имеют важное значение для решения вопроса о его допустимости. В сварных соединениях, например, вполне допустимы небольшие дефекты округлой формы (шлаки, поры), но недопустимы непровары и трещины такого же размера. Многочисленные попытки сделать дефекты видимыми на экране прибора оказались малоуспешными. Гораздо более эффективными оказались способы, при которых определение характера дефектов основано на разной отражательной способности округлых и плоских дефектов при изменении направления озвучивания. Применение ультразвука для выявления дефектов, измерения толщины, контроля упругих и других физико-механических свойств материалов применяется и будет применяться в промышленности. Развитие УЗ-дефектоскопии оказывает серьезное влияние на ускорение технического прогресса, повышение качества многих видов продукции. В России ежегодно выпускаются тысячи различных УЗ-приборов и установок. Экономический эффект от их применения исчисляется сотнями миллионов рублей. Литература 1. Румянцев С.В. Неразрушающие методы контроля сварных соединений, М., 1976.

2. Волченко В.Н. «Контроль качества сварных конструкций». – М.: Машиностроение, 1986.

3. Алешин Н.П., Щербинский В.Г. «Контроль качества сварочных работ». – М.: Высшая школа, 1986.

4. Ермолов И.Н. Контроль ультразвуком: Краткий справочник. – М.: НПО ЦНИИТМАШ, 1972. – 86 с.

319

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Метрологическое обеспечение средств неразрушающего контроля УДК: 74.30 Шамиль МАСАГУТОВ, директор ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Анатолий СЫТИН, начальник лаборатории – главный инженер ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Ольга АЛЛАГУЛОВА, начальник экспертного отдела ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Геннадий СОЛОГУБ, руководитель сектора ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Алик ИБРАГИМОВ, старший инженер-конструктор ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Владимир НЕГАНОВ, старший инженер-конструктор ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Марина ГУРЬЯНОВА, инженер-конструктор ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак)

Метрологическое обеспечение средств неразрушающего контроля при проведении мониторинга технического состояния. Ключевые слова: техническое состояние, неразрушающий контроль.

П

ри проведении мониторинга технического состояния (ТС) изделий возникает задача объективного, своевременного обнаружения дефектов различной природы и организация контроля за развитием дефектов из-за старения элементов при эксплуатации. Одним из путей предотвращения нежелательных последствий от эксплуатации изделий с дефектами является систематичное использование методов неразрушающего контроля (НК). Дефектом, согласно ГОСТ 17102-71, называется каждое отдельное несоответствие продукции требованиям. Однако в практике применения средств неразрушающего контроля нет полного соответствия понятия «дефект» определению по ГОСТ. Обычно под дефектом понимают отклонение параметра от требований проектно-конструкторской документации, выявленное средствами неразрушающего контроля. В настоящей статьей под «дефектом» будет подразумеваться физическое проявление изменения характеристик объекта контроля с параметрами, превышаю-

320

щими нормативные требования. По происхождению дефекты подразделяют на производственно-технологические, возникающие в процессе проектирования и изготовления изделия, его монтажа и установки, и эксплуатационные, возни-

кающие после некоторой наработки изделия в результате процессов деградации, а также в результате неправильной эксплуатации и ремонтов. Далее под «дефектом» будет подразумеваться физическое проявление изменения характеристик объекта контроля с параметрами, превышающими нормативные требования. По стадии появления пороков в цепочке технологических операций различают дефекты подготовки (и сборки) изделий под сварку и сварочные дефекты. Дефекты подготовки и сборки часто приводят к появлению собственно сварочных дефектов, поэтому подготовку изделий к сварке необходимо особо тщательно контролировать. Применение диагностики в процессе производства и эксплуатации изделий дает большой экономический эффект за счет сокращения времени, затрачиваемого на обработку заготовок с внутренними дефектами, экономии металла. Кроме того, диагностика имеет важное значение для предотвращения разрушений конструкций, способствуя увеличению

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

их надежности и долговечности. Можно отметить также задачу выбора метода (инструментов) или комплекса методов НК для проведения диагностики технического состояния как отдельных элементов, так и их совокупности с учетом технико-экономических показателей. Инженерная практика выдвигает ряд требований, которым должны удовлетворять методы, например, возможность визуализации дефектов, высокая выявляемость дефектов, чувствительность приборов, компактность и практичность оборудования. Для различных работ применяются как отдельные методы НК, так и их комбинации (комплекты). Однако, несмотря на значительные успехи в развитии методов НК и применяемые меры по контролю ТС различных деталей и изделий, отдельные дефекты остаются невыявленными и становятся причинами аварийных ситуаций и больших катастроф. Так, методы и средства НК, применяемые на стадиях производства и предэксплуатационного контроля, далеки от совершенства, и в результате их применения не выявляется значительное число дефектов технологической природы. Средства неразрушающего контроля (НК) в большинстве случаев следует рассматривать как средства измерения. Метрологическое обеспечение средств НК, то есть определение и применение научных и организационных основ, приборов и устройств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений, является обязательной составной частью неразрушающего контроля. Нормативной базой метрологического обеспечения являются стандарты Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ). В состав ГСИ, наряду с государственными, входят отраслевые стандарты, ТУ и другие НТД. Метрологическое обеспечение средств НК охватывает стадии обоснования предложений на разработку новых средств; опытно-конструкторской разработки (ОКР) средств; постановки на производство; производства средств; эксплуатации и ремонта. На первой стадии проводят метрологическую экспертизу заявки на разработку новой техники. В ходе ее устанавливают обоснованность и достаточность норм точности, изложенных в заявке, соответствие этих норм действующим стандартам, контролепригодность норм точности, а также объем требований к метрологическому обеспечению предстоящего производства изделий. Результаты экспертизы оформляют в

виде экспертного заключения. Эти данные учитывают при составлении карт технического уровня. На стадии ОКР средств НК метрологической экспертизе подвергают техническое задание, технические предложения и конструкторско-технологическую документацию. При проведении метрологической экспертизы технического задания определяют соответствие его построения, изложения и оформления требованиям ГОСТ 15.001–73, возможность измерения тех параметров предполагаемого к разработке средства, к которым предъявляются точностные требования; особое внимание при этом следует уделять точностным требованиям основных параметров аппаратуры, обусловливающих достоверность результатов контроля. Метрологическую экспертизу технических заданий на ОКР средств НК проводит головная организация по государственным испытаниям средств НК, утвержденная Госстандартом. Результаты экспертизы приводят в экспертном заключении, рекомендуемая форма которого приведена в одном из документов ГСИ. Положительное заключение метрологической экспертизы является необходимым условием утверждения технических заданий на разработку всех без исключения средств измерений, предназначенных для производства, выпуска в обращение и применения в стране. В процессе метрологической экспертизы технических предложений определяют соответствие их техническому заданию и действующим стандартам. На основании сведений о предполагаемом изготовителе средств НК выявляют контролепригодность установленных норм точности и возможность их контроля в реальных условиях изготовителя средств НК.

Метрологическая экспертиза конструкторской и технологической документации предусматривает анализ и оценку технических решений по выбору параметров, подлежащих измерению, устанавливает нормы точности, методы и приборы измерений. Ее результаты оформляются в соответствии со стандартами, входящими в ГСИ. ТУ на средства НК и методы поверки (МП) этих средств, составленные в процессе ОКР, согласовываются, как правило, головной организацией по метрологическому обеспечению средств НК Госстандарта или ведомства (министерства). Диагностика – неотъемлемое звено технологических процессов, позволяющее повысить надежность выпускаемой продукции. Однако методы диагностики не являются абсолютно надежными, так как на результаты контроля влияет множество случайных факторов, и в результате об отсутствии дефектов в изделии можно утверждать только с той или иной степенью вероятности. Надежности контроля способствует его автоматизация, совершенствование методик, а также рациональное сочетание нескольких методов. Однако, несмотря на значительные успехи в развитии методов НК и применяемые меры по контролю ТС различных деталей и изделий, отдельные дефекты остаются невыявленными и становятся причинами аварийных ситуаций и катастроф. Так, методы и средства НК, применяемые на стадиях производства и предэксплуатационного контроля, далеки от совершенства, и в результате их применения не выявляется значительное количество дефектов технологической природы. Поэтому метрологическое обеспечение средств неразрушающего контроля имеет большое значение для проведения диагностики.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

321

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Анализ системы неразрушающего контроля на предприятиях по выпуску нефтехимического оборудования УДК: 74.30 Шамиль МАСАГУТОВ, директор ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Анатолий СЫТИН, начальник лаборатории – главный инженер ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Ольга АЛЛАГУЛОВА, начальник экспертного отдела ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Алик ИБРАГИМОВ, старший инженер – конструктор ООО «Нефтехимдиагностика» (г. Стерлитамак) Асхат ФАХРЕТДИНОВ, директор ООО управления механизации «Стерлитамакское» (г. Стерлитамак)

Неразрушающий контроль основан на получении информации о качестве проверяемых материалов и изделий. Ключевые слова: неразрушающий контроль.

П

рименению неразрушающего контроля (НК) предшествует разработка модели, отражающей изменение свойств материалов и изделий по характерным признакам. НК заключается в проверке физическим методом соответствия показателей качества контролируемой продукции установленным требованиям без нарушения ее свойств, функционирования и пригодности к применению. Существующие средства НК предназначены для выявления дефектов типа нарушения сплошности материала изде-

322

лий, оценки структуры материала изделий, контроля геометрических параметров изделий, оценки физико-химических свойств материала изделий. Современные методы НК в соответствии с ГОСТ 18353-79 подразделяются на девять основных видов: радиационный, акустический, магнитный, вихретоковый, электрический, радиоволновой, тепловой, оптический, а также проникающими веществами. Магнитный контроль основан на анализе взаимодействия магнитного поля с контролируемым объектом. Физиче-

ские основы магнитного контроля заключаются в использовании магнитных свойств материалов, в частности размагничивающего фактора, магнитного сопротивления и преломления магнитных силовых линий. Электрический контроль основан на регистрации параметров электрического поля, взаимодействующего с контролируемым объектом или возникающего в контролируемом объекте в результате внешнего воздействия. Вихретоковый контроль основан на взаимодействии электромагнитного поля вихретокового преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в контролируемом изделии, плотность которых зависит от свойств материалов. Радиоволновой контроль основан на использовании взаимодействия радиоизлучений с материалами контролируемых изделий. Он наблюдается в процессе поглощения, дифракции, отражения, преломления падающей волны или взаимодействия падающей или отраженных волн. Тепловой контроль основан на регистрации изменений тепловых или температурных полей контролируемых объектов, вызванных дефектами. Оптический контроль основан на взаимодействии светового излучения с поверхностью контролируемого объекта. При падении света с потоком излучения на материал происходит разложение его на составляющие Акустический контроль основан на использовании ультразвуковых волн. Колебания в деформируемой среде распространяются в виде волны. Совокупность частиц, обладающих одинаковой фазой колебаний, образует поверхность или фронт волны. Контроль проникающими веществами основан на проникании веществ и регистрации индикаторного рисунка открытой поверхности. Радиационный контроль основан на регистрации и анализе ионизирующе-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Таблица 1. Характерные особенности и области применения распространенных методов НК Метод НК

Дефекты

Область применения

Преимущества

Недостатки

1

2

3

4

5

Визуальнооптический

Относительно крупные трещины, механические и коррозионные повреждения поверхности, нарушения сплошности защитных покрытий, остаточные деформации, изменения характера неразъемных соединений

Осмотр деталей и узлов как снятых, так и непосредственно в конструкции

1. Возможность осмотра больших поверхностей деталей из различных материалов, имеющих разную форму 2. Возможность проведения эффективного контроля в труднодоступных местах конструкции

1. Низкая вероятность обнаружения мелких поверхностных дефектов 2. Зависимость выявляемости дефектов от субъективных факторов (острота зрения, усталость оператора, опыт работы) и условия контроля (освещенность, оптический контраст и др.)

1. Необходимость удаления с контролируемой поверхности защитных покрытий, смазок, окалины и других загрязнений 2. Относительно высокая трудоемкость ручного контроля 3. Большая длительность процесса контроля

Цветной (с применением составов)

Поверхностные открытые трещины, поры, коррозионные поражения

Контроль деталей и узлов

1. Возможность контроля деталей, различных по размерам и форме 2. Высокая чувствительность метода и достоверность результатов контроля 3. Простота технологии контроля 4. Наглядность и документальность результатов контроля

Магнитнопорошковый

Поверхностные и подповерхностные дефекты – трещины, волосовины, неметаллические включения, флокены, надрывы и др.

Контроль полуфабрикатов, деталей и узлов из ферромагнитных материалов

1. Возможность контроля деталей, различных по размерам и форме 2. Высокие чувствительность, производительность и достоверность результатов контроля 3. Простота методики контроля 4. Документальность результатов контроля

1. Необходимость удаления относительно толстых защитных покрытий 2. Сложность автоматизации всего процесса контроля 3. В ряде случаев затруднена расшифровка результатов контроля в связи с выявлением мнимых дефектов

Контроль полуфабрикатов, деталей и узлов из электропроводных материалов

1. Возможность выявления трещин без удаления защитных покрытий, окислов и смазок 2. Возможность выявления малораскрытых трещин 3. Возможность бесконтактного контроля 4. Большая скорость и незначительная трудоемкость ручного контроля небольших поверхностей

1. Зависимость чувствительности метода от размеров датчика, которые ограничены возможностями технологии его изготовления. В связи с чем она по глубине распространения трещин ниже магнитного и цветного 2. Отсутствие наглядности результатов контроля (косвенные наблюдения)

1. Высокая чувствительность 2. Возможность выявления внутренних дефектов при одностороннем доступе к проверяемому объекту 3. Высокая производительность и низкая стоимость контроля 4. Относительная простота автоматизации контроля

1. Необходимость разработки специальных методик и ультразвуковых искателей для каждой контролируемой детали 2. Относительная сложность расшифровки результатов контроля, определения места расположения, размера и характера дефектов 3. Относительная трудность, а в ряде случаев невозможность контроля деталей сложной формы и с грубой поверхностью

1. Возможность контроля деталей различной формы. Большая интенсивность излучения и возможность регулирования его энергии 2. Документальность результатов контроля

1. Громоздкость и сложность рентгеновской аппаратуры 2. Относительно низкая чувствительность к усталостным трещинам 3. Недостаточная технологическая маневренность при просвечивании в полевых условиях и в условиях монтажа конструкции 4. Относительно низкая производительность и более высокая стоимость контроля на внутренние дефекты по сравнению с ультразвуковым методом 5. Необходимость устройства защиты работающих от рентгеновского излучения

Токовихревой

Ультразвуковой импульсный эхо-метод

Рентгенографический

Открытые и закрытые поверхностные и подповерхностные дефекты

Внутренние скрытые дефекты

Внутренние скрытые дефекты

Контроль полуфабрикатов, деталей и узлов из магнитных и немагнитных материалов, обладающих свойствами упругости

Контроль полуфабрикатов деталей, узлов и агрегатов

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

323

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы го излучения при его взаимодействии с контролируемым изделием. К НК предъявляются следующие основные требования: 1) возможность осуществления эффективного контроля на различных стадиях изготовления, в эксплуатации и ремонте изделий; 2) возможность контроля качества продукции по большинству заданных параметров; 3) согласованность времени, затрачиваемого на контроль с временем работы другого технологического оборудования; 4) высокая достоверность результатов контроля; 5) возможность механизации и автоматизации контроля технологических процессов, а также управления ими с использованием сигналов, выдаваемых средствами НК; 6) высокая надежность дефектоскопической аппаратуры и возможность использования ее в различных условиях; 7) простота методики контроля, техническая доступность средств контроля в условиях производства, ремонта и эксплуатации. В современных условиях при большом разнообразии методов и приборов необходим тщательный анализ для выбора наиболее эффективного и экономичного НК. Принцип выбора методов НК материалов и изделий основывается на их классификационных признаках [3]. Основными признаками являются характер взаимодействия физических полей или веществ с контролируемым объектом, первичная информационная характеристика, индикация первичной информации, окончательная информация. Каждый метод имеет свою область наиболее эффективного применения. Для выбора методов или комплекса методов НК должны быть определены вид дефектов, подлежащих выявлению, объекты (зоны) контроля, их характеристики и условия контроля, а также должны быть заданы критерии на отбраковку. По этим данным, руководствуясь таблицей 4 [1], определяют возможные методы, позволяющие решить поставленную задачу. Затем, принимая во внимание критерии на отбраковку, чувствительность и специфику методов, выбирают методы и средства НК для применения. При равной чувствительности предпочтение отдается тому методу, который проще и доступнее в конкретных условиях применения, у которого выше достоверность результатов контроля и производительность. На практике в некоторых случаях мо-

324

гут встретиться задачи, для решения которых применение того или иного распространенного метода может оказаться недостаточно эффективным [2]. В этих случаях научно-исследовательские институты и заводы промышленности разрабатывают новые специальные методы, средства и методики НК. При выборе метода или комплекса методов для дефектоскопического контроля конкретных деталей или узлов необходимо учитывать, кроме специфических особенностей и технических возможностей каждого метода, следующие основные факторы: характер (вид) дефекта и его расположение, условия работы деталей и ТУ на отбраковку, материал детали, состояние и чистоту обработки поверхности, форму и размер детали, зоны контроля, доступность детали и зоны контроля, условия контроля. Характер (вид) подлежащих выявлению дефектов – важный фактор при выборе метода. В зависимости от происхождения дефекты различаются размерами, формой и средой, заполняющей их полости. Учитывая особенности дефекта, который необходимо обнаружить, выбирают метод НК для его выявления. Место расположения возможных дефектов на детали. Дефекты подразделяют на поверхностные, подповерхностные (залегающие на небольшой глубине – до 0,5–1 мм) и внутренние (залегающие на глубине более 1 мм). Условия работы детали: характер внешних нагрузок (статические, динамические, вибрационные), возможные перегрузки, внешняя среда, в которой работает деталь, возможность эрозионнокоррозионного поражения, температурные условия и др. Учет условий работы

деталей позволяет определить критические места конструкции и обратить на эти места особое внимание при выборе метода и проведении контроля. Физические свойства материала деталей – постоянно действующий фактор, определяющий в значительной степени выбор метода НК. Зоны контроля. Контролю непосредственно на изделии подвергают отдельные зоны. Определение зон контроля является важным фактором в выборе метода, так как знание их облегчает разработку методики и обнаружение дефектов. Сравнительный анализ некоторых методов НК приведен в таблице 1. При выборе метода или комплекса методов для дефектоскопического контроля конкретных деталей или узлов необходимо учитывать, кроме специфических особенностей и технических возможностей каждого метода, следующие основные факторы: характер (вид) дефекта и его расположение, условия роботы деталей и ТУ на отбраковку, материал детали, состояние и чистоту обработки поверхности, форму и размер детали, зоны контроля, доступность детали и зоны контроля, условия контроля. Литература 1. Белокур И.П., Коваленко В.А. Дефектоскопия материалов и изделий. – К.: Техника, 1989. – 192 с.

2. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля. – М.: Машиностроение, 1981. – 240 с.: илл.

3. Крауткремер, Йозеф, Герберт. Ультразвуковой контроль материалов: Справочник/Пер. с нем. Е.К. Бухмана, Л.С. Зенковой; Под ред. В.Н. Волченко. – М.: Металлургия, 1991. – 750 c.: илл.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Влияние применения новых материалов и технологий

в алюминиевой промышленности на состояние безопасности производств Михаил МЕЗЕНЦЕВ, эксперт отдела ТД и ЭПБ ООО «Серконс» (г. Москва) Евгений ЦЕЛУЕВ, специалист отдела ЭПБ АНО сертификации продукции «АКАДЕММАШ» (г. Москва) Юлия ДОЛГАЯ, эксперт отдела ТД и ЭПБ ООО «ПРОММАШ ТЕСТ» (г. Москва) Александр ПОГРЕБНОВ, эксперт отдела ЭПБ АНО сертификации продукции «АКАДЕММАШ» (г. Москва) Владимир ПАРНЮК, эксперт отдела ТД и ЭПБ ООО «ПРОММАШ ТЕСТ» (г. Москва)

Рассмотрено влияние применения новых материалов в конструкции алюминиевых электролизеров, технологических решений на состояние безопасности производств алюминиевой промышленности. Ключевые слова: надежная и безопасная работа, стойкость футеровок, долговечность конструкций, разрушения футеровки, срок службы, скорость разогрева, катодные секции, блюмс-спуск, соединения.

Н

аиболее важной инженерноэкономической задачей при разработке и конструировании металлургических агрегатов в алюминиевой промышленности является обеспечение их надежной и безопасной работы в течение всего периода эксплуатации за счет увеличения стойкости футеровок как наиболее недолговечных элементов в конструкции устройств, а применительно к электролизерам для получения алюминия – основным элементом, определяющим срок службы электролизера. Оценка качества технических устройств по степени их надежности выражает экономическую целесообразность, позволяет производить технологические операции по созданию оптимальных конструкционных материалов с заданными свойствами, прогнозировать сроки эксплуатации отдельных конструктивных элементов, обоснованно планировать капитальные и текущие ремонты, определять места, требующие усиления. Ранее процесс разрушения футеровки в тепловых металлургических агрегатах связывался лишь с химическим разрушением огнеупоров от взаимодействия с продуктами расплава, входящими в состав электролита. Однако использование одного и того же вида огнеупоров в идентичных тех-

нологических операциях сопровождается различным эффектом в стойкости. Практика эксплуатации печей цветной металлургии также указывает на отклонение в стойкости футеровок на одних и тех же заводах на 200–400%. При этом анализ аварийных ситуаций свидетельствует, что в большинстве случаев определяющим фактором является механическое разрушение. Изучение срока службы футеровок тепловых агрегатов в области производства алюминия показало, что стойкость футеровки зависит от физико-химических свойств применяемых жароупорных материалов, их упруго-механических свойств, конструкции кладки и режима эксплуатации агрегата. Изучена зависимость между толщиной защитных покрытий и напряжениями, возникающими в жароупорных изделиях во время их разогрева. Зафиксировано, что растворы, огнеупорные массы значительно уменьшают напряжения в изделиях во время их службы как в виде покрытий, так и в виде связующих швов. Исследованиями влияния скорости разогрева футеровки на упруго-механические свойства установлено, что увеличение скорости разогрева создаст микротрещиноватую структуру, тем самым уменьшая ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

модуль упругости, но увеличивая показатель шлакоустойчивости. Математическая интерпретация термонапряженного состояния футеровки, учитывающая конструктивные особенности электролизеров, позволила предложить новые конструктивные решения, существенно повышающие надежность, безопасность и их долговечность. В последние годы были предложены новые технологические и конструктивные решения по изменению футеровки катодов различных типов алюминиевых электролизеров в рамках технического перевооружения, документация на которые получила положительное заключение экспертизы промышленной безопасности. В частности, было выполнено: ■ использование для футеровки SiC плит размером 65400 мм; ■ использование шамота вместо SiC; ■ применение для сборки катодных секций 100% графитовых двухпазовых подовых блоков сечением 720 440 мм, длиной 3100 мм; ■ применение для сборки катодных секций катодных стержней сечением 130150 мм, длиной 2030 мм; ■ изменение соединения блюмс-спуск, соединения катодных спусков с катодными стержнями при помощи контактностыковой сварки; ■ увеличение ширины бровки на 50 мм; ■ применение отечественных огнеупоров и теплоизоляционных материалов; ■ выполнение вдоль продольных и торцевых стенок катодного кожуха венца из трех слоев плит вермикулитовых ПВИ ТСВ-350 ПВИ ТУ 5767-014-21688722004 и трех слоев кирпича шамотного ШБ № 8 ГОСТ 8691-73. Ширина венца вдоль продольных стенок 625 мм, вдоль торцевых стенок – 500 мм; ■ выполнение внутри венца цокольной части из слоя смеси с выгорающими добавками высотой 130 мм, слоя мелочи коксовой МК-1 высотой 195 мм, слоя ДВП по ГОСТ 4598-86 толщиной 3,2 мм, двух слоев фольги графитовой ГФ1В-1,0 0,3 150 1740 ТУ5728-040-1326778505 и слоя СБС высотой 120 мм. Выполнение данных мероприятий привело к сокращению затрат на футеровоч-

325

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы ные материалы в расчете на один электролизер до 10 тыс. руб., сокращению трудозатрат при монтаже цоколя на 50% и повышению качества работ за счет применения механизированной установки ПБУ до 80%, уменьшению образующихся отходов футеровочных материалов из цоколя катодного устройства электролизера за счет повторного использования ПБУ до 80%. Заложенные в проектах технические решения были направлены на существенное снижение расхода (на 400–500 кВт час/т алюминия) электроэнергии при производстве алюминия и повышение срока службы катодного устройства, снижение стоимости применяемых материалов, повышение уровня надежности технического устройства и снижение вероятности возникновения инцидентов, связанных с «уходом» расплава из электролизеров, что способствует снижению рисков разрушения футеровки, повышению уровня безопасности и увеличению срока службы электролизера. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Ростехнадзора от 14 ноября 2013 года № 538).

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности при получении, транспортировании, использовании расплавов черных и цветных металлов и сплавов на основе этих расплавов» (утверждены приказом Ростехнадзора от 30 декабря 2013 года № 656).

4. Борисоглебский Ю.В., Галевский Г.В., Кулагин Н.М., Минцис М.Я., Сиразутдинов Г.А. Металлургия алюминия. – М.: Наука, 1999.

5. Москвитин В.И., Николаев И.В., Фомин Б.А. Металлургия легких металлов: Учебник для вузов. – М.: Интермет Инжиниринг, 2005. – 416 с.

6. Иванова Л.И., Гробова Л.С., Сокунов Б.А., Сарапулов С.Ф. Индукционные тигельные печи: Учебное пособие. – Екатеринбург: УПИ, 2002 г.

7. Губинский В.И. Металлургические печи: Учебное пособие. – Днепропетровск: НМетАУ, 2006. – 85 с.

8. Мастрюков Б.С. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей. Том 2. Расчеты металлургических печей. – М.: Металлургия, 1978. – 272 с.

326

Приоритеты в методах диагностики металлургических печей

при оценке их технического состояния и определении ресурса эксплуатации

Михаил МЕЗЕНЦЕВ, эксперт отдела ТД и ЭПБ ООО «Серконс» (г. Москва) Евгений ЦЕЛУЕВ, специалист отдела ЭПБ АНО сертификации продукции «АКАДЕММАШ» (г. Москва) Юлия ДОЛГАЯ, эксперт отдела ТД и ЭПБ ООО «ПРОММАШ ТЕСТ» (г. Москва) Александр ПОГРЕБНОВ, эксперт отдела ЭПБ АНО сертификации продукции «АКАДЕММАШ» (г. Москва) Владимир ПАРНЮК, эксперт отдела ТД и ЭПБ ООО «ПРОММАШ ТЕСТ» (г. Москва)

Рассмотрены случаи применения методов неразрушающего контроля при диагностике технического состояния металлургических печей при определении дальнейшего ресурса эксплуатации. Ключевые слова: тепловые агрегаты, рабочее пространство, горелка, форсунка, фурма, дымовые газы, вентилятор, дымосос, трубопровод, контрольноизмерительные приборы, металл кожуха печи, система охлаждения, огнеупорная футеровка, дефектоскопия сварных швов, химанализ образцов металла, деформационные дефекты, визуальный и измерительный контроль, ультразвуковой метод контроля, магнитопорошковый контроль, капиллярный контроль, измерение твердости, металлографические исследования.

М

еталлургическая печь – это агрегат для тепловой обработки материалов. В металлургических печах производят нагрев до высокой температуры с целью получения металлов и сплавов – чугуна, стали, ферросплавов, цветных металлов. Современные печи представляют собой разнообразные по конструкции сложные тепловые агрегаты. Они состоят из собственно печи и вспомогательного оборудования. Печь включает в себя рабочее пространство и устройства для генерации теплоты: горелки, форсунки, фур-

мы в топливных печах и электроды, резисторы в электрических печах. В состав вспомогательного оборудования входят устройства для утилизации теплоты и очистки уходящих из печи дымовых газов, вентиляторы, дымососы, трубопроводы с клапанами и задвижками, дымовые трубы, контрольноизмерительные приборы и устройства для управления печью. Рабочее пространство печи представляет собой, как правило, металлический каркас (кожух), футерованный огнеупорными материалами.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Определение срока безопасной эксплуатации печей проводится на основании оценки: ■ состояния металла кожуха печи; ■ состояния системы охлаждения; ■ степени износа огнеупорной футеровки. Кожух печей находится под воздействием: ■ внутреннего давления газовой среды; ■ термического расширения огнеупорной футеровки и холодильников; ■ давления массы шихтовых материалов и продуктов плавки. Определение остаточного ресурса кожуха печи проводится с учетом: ■ действующих нагрузок и технологических факторов внутреннего давления газовой среды; ■ воздействия температур; ■ выявленных дефектов и повреждений; ■ фактически установленных толщин металла; ■ скорости коррозии металла; ■ степени повреждения металла, оцениваемой по скорости охрупчивания и снижения трещиностойкости; ■ скорости распространения поверхностных трещин; ■ состояния системы охлаждения и огнеупорной футеровки. Возможны следующие критерии предельного состояния кожуха доменной печи: ■ уменьшение толщины металла вследствие его коррозии; ■ деформационные дефекты; ■ изменения механических свойств металла. При диагностике печей обследование металлоконструкций может производиться неразрушающими методами контроля, проведением дефектоскопии сварных швов и проведением химанализов образцов металла исследуемого кожуха в зависимости от фактического состояния печей по решению эксперта, согласованному программой проведения экспертизы с заказчиком. Рекомендации по выбору методов неразрушающего контроля при проведении диагностики технических устройств определены в ГОСТ 18353-79 «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов», который устанавливает 9 видов неразрушающего контроля: магнитный, электрический, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, оптический, радиационный, акустический, проникающими веществами (капиллярный и течеискание). Контроль наличия деформационных дефектов и качества сварных соедине-

ний кожуха печи проводится методом визуального и измерительного контроля в соответствии с требованиями действующих нормативно-технических документов, стандартов и инструкций. Визуальный и измерительный контроль проводится с целью определения поверхностных дефектов металла и сварных соединений, образовавшихся в процессе эксплуатации (трещин, коррозионных повреждений, деформаций, прожогов и т.д). Визуально-измерительный контроль основного металла и сварных соединений должен проводиться согласно требованиям РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю». Деформационные дефекты кожуха печи идентифицируются как выпучины и вмятины. В особых случаях определение качества сварных швов (соединений) может осуществляться ультразвуковым методом контроля. При проведении работ по определению качества сварных швов следует руководствоваться требованиями ГОСТ 14782-86 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые». В качестве дополнительных методов может быть использован магнитопорошковый и капиллярный контроль, измерение твердости, металлографические исследования и, при необходимости, другие методы. Заводские сварные швы подвергаются ультразвуковому контролю: ■ в местах обнаружения трещин, для определения их границ; ■ в зонах перегрева в процессе эксплуатации более 250 °С, что приводит к охрупчиванию металла и зарождению трещин; ■ в зонах пересечения сварных швов,

у переломов очертания вблизи ребер, стесняющих свободную деформацию металла; ■ в зонах максимальной нагруженности металла, как по статистическим напряжениям, так и по циклическим. Монтажные сварные швы подвергаются выборочному ультразвуковому контролю в объеме 25%. В первую очередь контролю подлежат вертикальные швы, как наиболее нагруженные. В случае обнаружения недопустимых дефектов объем контроля следует увеличить до 50%, а в случае повторного обнаружения дефектов объем следует довести до 100%. Ремонтные сварные швы подвергаются контролю – 100%. При обнаружении недопустимых дефектов в сварных соединениях объем контроля должен быть увеличен более чем вдвое. В первую очередь следует расширить зоны контроля сварных швов в местах обнаружения дефектов. Характер и степень изменения механических свойств стали кожуха при перегреве (кратковременном – до 700–800 °С, длительном – от 250 до 500 °С) зависят от марки стали, технологии ее производства и условий эксплуатации конструкции. В этих случаях для оценки состояния металла необходимо проводить взятие микропроб стали в местах тепловых воздействий – при температуре выше 200 °С. Косвенные характеристики прочности металла кожуха печи определяют по результатам измерения твердости, металлографического анализа и механических испытаний образцов. Измерение твердости производится при помощи твердомера, и полученные результаты измерений переводятся в значения предела текучести, МПа

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

327

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы и его предела прочности, МПа. Значения предела прочности и предела текучести сравниваются с допустимыми значениями по ГОСТам, соответствующим маркам стали. Повышенные значения твердости свидетельствуют о склонности металла к охрупчиванию. Оценку склонности металла к хрупкому разрушению металлоконструкций необходимо проводить в следующих случаях: ■ при отсутствии достоверных данных о марке стали, используемой при изготовлении технических устройств; ■ при наличии в конструкции зон, подвергающихся постоянному или эпизодическому нагреву (перегреву) металла при температурах выше 250 °С; ■ при обнаружении в конструкции зон потери устойчивости, коробления, предполагающих воздействие термических напряжений и тепловых воздействий; ■ при выявлении участков сварных соединений или основного металла с трещинами, с щелевой или интенсивной язвенной коррозией, и/или интенсивной пластической деформацией (наклепом) в зонах концентрации напряжений. Оценка склонности несущих элементов конструкций к хрупкому разрушению проводится по результатам испытаний на ударный изгиб. Расчет остаточного ресурса кожуха печи можно производить по скорости изменения толщины металла. Измерение толщины должно проводиться ультразвуковыми толщиномерами, соответствующими требованиям ГОСТ 28702-90 «Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые, общие технические требования». Толщины листов, использованных для ремонтных вставок, должны соответствовать проектным толщинам. Остаточный ресурс изменения толщины металла определяется по скорости коррозии. При необходимости возможно определение химического состава стали, которое проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 22536.0-87, ГОСТ 22536.12-87, ГОСТ 22536.14-87 (Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы анализа титриметрическим, спектральным или другими методами, обеспечивающими необходимую точность химического анализа). Химический анализ стали проводят после зачистки поверхности металла (пробы) до металлического блеска, исключающей искажение результатов анализа состава металла. При интерпретации результатов химического анализа допускаемые отклоне-

328

ния содержания легирующих элементов в готовом прокате учитывают согласно техническим требованиям к низкоуглеродистым сталям. Металлографические исследования проводят с целью установления причин коррозионных механических повреждений стали, расчетной оценки предела текучести и определения степени межзеренного охрупчивания. Для проведения металлографических исследований могут быть использованы как разрушающие, так и неразрушающие методы. Проведение металлографических исследований неразрушающим методом осуществляется методом «реплик». Исследования структуры стали с применением методов количественной металлографии проводятся в соответствии с ГОСТ 5639-82 и ГОСТ 5640-82. Определение остаточной толщины огнеупорной футеровки должно производиться с помощью низкочастотных ультразвуковых толщиномеров, работающих по методу эхо-импульсной ультразвуковой локации. Вызванная излучателем упругая ударная ультразвуковая волна многократно отражается от границ слоев футеровки: цельной части огнеупорного изделия, его поврежденного слоя, образовавшегося защитного гарнисажа. По скорости прохождения ультразвуковой волны до границы слоев футеровки и обратно определяется их толщина. Определение температурных полей и градиентов температур основных силовых элементов печей проводится с помощью тепловизионной съемки. Тепловизионное обследование проводится перед остановкой на ремонт при замене футеровки и после пуска. Распределение тепловых полей используется при прочностных расчетах для учета температурных напряжений. Температура корпусов печей не должна превышать величин, регламентированных в Инструкции по монтажу и эксплуатации. Наиболее вероятный диапазон рабочих температур может составлять 200–300 °С. В случае превышения указанных температур работа на печах должна быть прекращена. Продолжать работу разрешается только после устранения причин, ведущих к перегреву. Участки воздействия сверх допустимых температур наносятся на схему и служат ориентирами для определения мест отбора образцов при определении механических свойств стали. Литература 1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21 июля 1997 года № 116ФЗ (в действующей редакции).

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Ростехнадзора от 14 ноября 2013 года № 538, от 3 июля 2015 года № 266 (зарегистрированы в Минюсте России 26 декабря 2013 года № 30855, 6 августа 2015 года № 38384).

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности при получении, транспортировании, использовании расплавов черных и цветных металлов и сплавов на основе этих расплавов», утвержденные приказом Ростехнадзора от 30 декабря 2013 года № 656 (зарегистрировано в Минюсте России 15 мая 2014 года № 32271).

4. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) (с изменениями), Минэнерго СССР, 26 февраля 1974 года, 9 июня 1975 года, 10 июня 1975 года, 20 июня 1975 года, 18 августа 1975 года, 20 ноября 1975 года, 15 апреля 1976 года, 16 апреля 1976 года, 12 мая 1976 года, 13 мая 1976 года, 14 июля 1976 года, 15 февраля 1977 года, 20 октября 1977 года, 30 мая 1979 года, 10 декабря 1979 года, 4 марта 1980 года, 5 марта 1980 года, 20 мая 1980 года, 3 июня 1980 года, 12 марта 1981 года; Минтопэнерго России, 13 июля 1998 года, 6 октября 1999 года; приказы Минэнерго России от 8 июля 2002 года № 204, от 9 апреля 2003 года № 150, от 20 мая 2003 года № 187, от 20 июня 2003 года № 242.

5. Борисоглебский Ю.В., Галевский Г.В., Кулагин Н.М., Минцис М.Я., Сиразутдинов Г.А. Металлургия алюминия. – М.: Наука, 1999.

6. Москвитин В.И., Николаев И.В., Фомин Б.А. Металлургия легких металлов: Учебник для вузов. – М.: Интермет Инжиниринг, 2005. – 416 с.

7. Иванова Л.И., Гробова Л.С., Сокунов Б.А., Сарапулов С.Ф. Индукционные тигельные печи: Учебное пособие. – Екатеринбург: УПИ, 2002.

8. Губинский В.И. Металлургические печи: Учебное пособие. – Днепропетровск: НМетАУ, 2006. – 85 с.

9. Мастрюков Б.С. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей. Том 2. Расчеты металлургических печей.

– М.: Металлургия, 1978. – 272 с.

10. Пешков В.Р. Методические рекомендации по определению срока безопасной эксплуатации металлургических печей, 2011 г.

11. ГОСТ 18353-79 «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов».

12. Бехер С.А., Кочетков А.С. Основы ультразвукового контроля», 2015 г.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Капремонт и подготовка алюминиевых электролизеров к пуску

Влияние качества выполнения капремонта и подготовки алюминиевых электролизеров к пуску на их стабильную и безопасную эксплуатацию Михаил МЕЗЕНЦЕВ, эксперт отдела ТД и ЭПБ ООО «Серконс» (г. Москва) Евгений ЦЕЛУЕВ, специалист отдела ЭПБ АНО сертификации продукции «АКАДЕММАШ» (г. Москва) Юлия ДОЛГАЯ, эксперт отдела ТД и ЭПБ ООО «ПРОММАШ ТЕСТ» (г. Москва) Александр ПОГРЕБНОВ, эксперт отдела ЭПБ АНО сертификации продукции «АКАДЕММАШ» (г. Москва) Владимир ПАРНЮК, эксперт отдела ТД и ЭПБ ООО «ПРОММАШ ТЕСТ» (г. Москва)

Рассмотрены факторы влияния качества выполнения капремонта и подготовки алюминиевых электролизеров к пуску на их стабильную и безопасную эксплуатацию. Ключевые слова: срок службы, безаварийная эксплуатация, эффективность, технологическая дисциплина, сертифицированные материалы, ошиновка, бортовая футеровка, подовые блоки, бортовые блоки, шов подины, пуск, обжига, криолитовое отношение.

О

сновными факторами, обеспечивающими безаварийную эксплуатацию электролизеров, являются качество монтажа и применяемых материалов при проведении капитальных ремонтов и предпусковые и пусковые работы по качественному обжигу электролизеров при их пусках в работу. Для монтажа элементов электролизера должны применяться качественные сертифицированные материалы. Специальные монтажные работы (кладка огнеупоров и футеровка подины) должны осуществляться только при условиях, исключающих попадание влаги в электролизеры. Работы в зимнее время должны проводиться в отапливаемых помещениях, температура в которых поддерживается не ниже +5 °С. Транспортировка и хранение футеровочных материалов должны производиться при предотвращении воздействия атмосферных осадков. Хранение футеровочных материалов разрешается только в закрытых сухих помещени-

ях. Выбраковку катодных секций производят по наличию трещин и электросопротивлению контакта катодный стержень – угольный блок. Отобранные годные подовые секции тщательно очищают от остатков огнеупорной замазки и других загрязнений и с присвоенным порядковым номером выдают для монтажа электролизера. На современных электролизерах бортовая футеровка изготавливается из предварительно обожженных плит, выполненных из тех же материалов и по той же технологии, что и подовые блоки. Свойства бортовых блоков должны отличаться от свойств подовых блоков, так как они не предназначены для прохождения через них тока. Поэтому бортовые блоки должны обладать высоким электросопротивлением и теплопровод­ ностью, то есть взаимоисключающими характеристиками. Кроме того, бортовые блоки должны быть стойки к действию расплава и не окисляться воздухом, нерастворимы в криолите и алюминии и не должны смачиваться этими компоТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

нентами, иметь низкую пористость, стоимость, быть просты в изготовлении и технологичны при монтаже. Набивка швов подины – самая ответственная операция при монтаже подины электролизера. Перед набивкой прогревают стенки швов подины до 150 °С. Прогрев стенок блоков подины осуществляют различными способами. Наиболее часто применяют прогрев открытым пламенем сжигаемого в специальных форсунках жидкого или газообразного топлива. Прогрев можно осуществлять и электрическими нагревателями. При прогреве открытым пламенем подину под факелом закрывают металлическим листом и затем очищают от сажи. Перед набивкой подовая масса должна быть рыхлой и не содержать комков. При установке металлоконструкций особое внимание следует уделять электроизоляции. Сопротивление электро­ изоляции должно быть не менее 1 мОм. Монтаж металлоконструкций осуществляют с допусками по продольной и поперечной осям электролизера 10 мм. При монтаже корпуса особое внимание уделяют электроизоляции строительных конструкций, так как разность потенциалов между элементами конструкций электролизеров и землей может достигать более 800 В (в зависимости от напряжения на серии). Для изоляции все железобетонные конструкции на высоту не менее 3,5 м от пола рабочей зоны покрывают изолирующим слоем бетона толщиной не менее 30 мм. Полы в корпусах выполняют из материалов, обладающих электроизоляционными свойствами, чаще всего из асфальта. Стальные вентиляционные решетки, располагаемые вдоль корпуса, укладывают на электроизоляционные прокладки. В таких корпусах электролизеры устанавливают на опоры в виде сборных железобетонных рам, которые одновременно служат опорами для шинопроводов. Между этими опорами и электролизера-

329

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы ми устанавливают электроизоляционные прокладки, а шинопроводы монтируют на бетонные столбики и электро­ изоляционные прокладки. Основные задачи во время пуска следующие – приведение ванны в нормальное технологическое состояние и обеспечение перехода к стационарному режиму таким образом, чтобы была достигнута плановая производительность в течение всего срока службы электролизера. Пуску электролизера предшествует процедура обжига подины. Существуют две распространенные технологии обжига: обжиг с использованием топливных горелок и обжиг за счет силы тока серии на сопротивлении слоя коксовой крупки. После завершения обжига в ванну загружают пусковое сырье в соответствии с требованиями регламента для данной процедуры. Затем приступают непосредственно к заливке электролита, во время которой аноды постепенно поднимают вверх, чтобы сохранить энергетический баланс. Жидкий электролит для пуска забирают из других ванн, при этом, согласно существующей практике, он должен быть максимально разогретым до температуры около 1100 °С. На алюминиевых заводах электролит отбирают из ванн с устойчивым технологическим режимом. Горячий электролит не должен содержать алюминия, поскольку присутствие даже малых количеств расплавленного металла может затруднить пуск (вызвать нестабильное напряжение на ванне, повысить риск образования трещин и сколов на аноде, изменяя распределение тока по аноду и катоду). После заливки электролита ванна подключается к нагрузке в серию. При необходимости электролизер пускают с анодным эффектом с целью полного проплавления пускового сырья и выравнивания неровностей на подошве анода. Первое время электролизер работает без металла, в этот период происходит крайне интенсивная пропитка катодной футеровки компонентами электролита. Работа ванны без металла вызвана необходимостью расчистки катода и заполнением трещин в подине, которые могли образоваться на стадии обжига. На данном этапе также заполняется открытая пористость катодных блоков, которая может варьироваться в широких пределах от 13 до 24%. Впитывающийся в катодные блоки электролит должен иметь более высокое криолитовое отношение (КО) относительно электролита, используемого в стационарном режиме, поскольку и температура затвердевания

330

у него будет выше, что исключает «размывание» внедрившегося электролита в дальнейшем. Необходимость продолжительного периода работы без металла вызвана рядом обстоятельств. Даже в случае использования аморфных блоков образующийся в процессе электролиза металл может достаточно быстро проникать в имеющиеся трещины, которые могут в дальнейшем раскрыться после его затвердевания. Количества алюминия, образующегося за начальный период, недостаточно для формирования стабильного слоя на подине, поэтому первые порции металла при низкой смачиваемости по отношению к углеродным материалам будут перемещаться по подине из-за влияния магнитогидродинамических сил и не будут препятствовать контакту катодной футеровки и электролита. Исследователи отмечают, что повреждения, наносимые подине при пуске и на начальной стадии ее работы, являются причиной преждевременной остановки ванн. Определено, что в катоде с небольшим сроком службы швы между изоляционными материалами были частично заполнены алюминием, тогда как у ванн, которые прошли удовлетворительный пусковой период, внутри футеровки алюминия не было обнаружено. Изученные после демонтажа катода в месте контакта «углерод – углерод» набивные швы могут дать более точную информацию о процессах, происходящих в футеровке при проникновении металла. Даже если алюминий не был обнаружен в швах, наличие карбида алюминия может указать на то, как происходили процессы взаимодействия алюминия с угольными материалами и насколько глубоко они прошли внутрь подины. У электролизеров с длительным сроком службы вследствие взаимодействия между компонентами электролита с огнеупорными или изоляционными материалами верхние слои подины изменяют свой цвет на бесцветный или серобелый, иногда с небольшими стекловидными включениями, который в последующий период может стать эффективным защитным барьером для предотвращения проникновения электролита и металла. В таких ваннах расплавленный алюминий может достичь блюмсов по набивным швам или по трещинам угольной подины, но при этом он будет не способен дальше проникать внутрь футеровки. Металл, который заполнил швы между изоляционными материалами, может затвердеть на стальном днище кожуха и действовать в фу-

теровке как тепловой шунт, приводя к вспучиванию подины. Граница между подовыми блоками и периферийной набивной массой является критической зоной, через которую электролит и металл могут поступать внутрь катода. Чтобы минимизировать протечки электролита и металла в подину, очень важно быстрое формирование бортовой настыли. Защитное покрытие из застывшего электролита над этими швами эффективно герметизирует трещины, которые могут образоваться в этих местах. Данные меры обеспечивают стабильную, долговечную и безопасную работу электролизера. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Ростехнадзора от 14 ноября 2013 года № 538).

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности при получении, транспортировании, использовании расплавов черных и цветных металлов и сплавов на основе этих расплавов» (утверждены приказом Ростехнадзора от 30 декабря 2013 года № 656).

4. Правила устройства электроустановок (ПУЭ) (с изменениями), Минэнерго СССР.

5. Борисоглебский Ю.В., Галевский Г.В., Кулагин Н.М., Минцис М.Я., Сиразутдинов Г.А. Металлургия алюминия. – М.: Наука, 1999 г.

6. Москвитин В.И., Николаев И.В., Фомин Б.А. Металлургия легких металлов: Учебник для вузов. – М.: Интермет Инжиниринг, 2005. – 416 с.

7. Губинский В.И. Металлургические печи: Учебное пособие. – Днепропетровск: НМетАУ, 2006. – 85 с.

8. Мастрюков Б.С. Теория, конструкции и расчеты металлургических печей. Том 2. Расчеты металлургических печей. – М.: Металлургия, 1978. – 272 с.

9. Пешков В.Р. Методические рекомендации по определению срока безопасной эксплуатации металлургических печей, 2011 г.

10. ГОСТ 18353-79 «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов».

11. Бехер С.А., Кочетков А.С. Основы ультразвукового контроля», 2015 г.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Технологические этапы добычи, перекачки и хранения природного газа Юлия ДОЛГАЯ, эксперт отдела ТД и ЭПБ ООО «ПРОММАШ ТЕСТ» (г. Москва) Денис ОВЧИННИКОВ, руководитель сектора, отдел ТД и ЭПБ ООО «ПРОММАШ ТЕСТ» (г. Москва) Михаил МЕЗЕНЦЕВ, эксперт отдела ТД и ЭПБ ООО «Серконс» (г. Москва) Александр ПОГРЕБНОВ, эксперт отдела ЭПБ АНО сертификации продукции «АКАДЕММАШ» (г. Москва) Евгений ЦЕЛУЕВ, специалист отдела ЭПБ АНО сертификации продукции «АКАДЕММАШ» (г. Москва)

В статье рассмотрены основные этапы добычи, транспорта и хранения природного газа. Приведено описание основного оборудования и основных технологических процессов. Ключевые слова: газопровод, месторождение, газовая промышленность, подземное хранилище газа.

Г

азовая промышленность – отрасль топливно-энергетического комплекса, включающая разведку, разработку и эксплуатацию месторождений природного газа, его комплексную переработку, подземное хранение, транспортирование по магистральным трубопроводам, а также поставку различным отраслям промышленности и коммунально-бытовому хозяйству для использования в качестве источника энергии и химического сырья. Газовое месторождение – совокупность газовых залежей, приуроченных к общему участку поверхности и контролируемых единым структурным элементом. Газовые месторождения разделяются на многопластовые и однопластовые. В разрезе многопластового газового месторождения на одной площади может находиться несколько газовых залежей, расположенных одна под другой на разной глубине. Газоконденсатное месторождение – одна или несколько газоконденсатных залежей, приуроченных к единой ловушке. Некоторые залежи могут сопровождаться небольшими нефтяными оторочками непромышленного значения. Газоконденсатные месторождения подразделяют на однозалежные и многозалежные. В последних (обычно в верхней части разреза) часто имеются скопления газа, практически не содержащие конденсата. Основной компонент газов большинства газоконденсатных месторождений –

метан. Весьма редко встречаются газоконденсатные месторождения, в которых жидкие углеводороды растворены в сжатом углекислом газе. В конденсатах многопластовых месторождений сверху вниз по разрезу обычно снижается содержание метановых и возрастает концентрация ароматических углеводородов. Для извлечения конденсата из добываемого газа в промысловых условиях применяют низкотемпературные сепарационные и адсорбционные установки. Если в газе содержится мало конденсата или запасы его невелики, газоконденсатные месторождения разрабатываются как обычные газовые. Подавляющее большинство газоконденсатных месторождений мира принадлежит к месторождениям смешанного типа, то есть наряду с газоконденсатными содержат газовые и нефтяные залежи или оторочки. Газовый сборный пункт – комплекс сооружений, предназначенный для сбора и промысловой обработки (очистки и осушки) газа, поступающего от эксплуатационных скважин. Газовый сборный пункт обеспечивает подготовку к транспортированию газа в однофазном состоянии и углеводородного конденсата, а также измерение количества добываемой продукции. Характер технологических процессов, осуществляемых на газовом сборном пункте, определяется системами сбора и промысловой обработки газа и конденсата. При централизованной системе, приняТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

той для месторождений с годовым отбором до 20 млрд. м3, на газовом сборном пункте производятся лишь сбор и первичная сепарация газа, а окончательная обработка газа и конденсата – на головных сооружениях промысла. Сепарация газа – процесс разделения (отделения, разъединения) твердой, жидкой и газовой (паровой) фаз потока природного газа с последующим извлечением из него твердой и жидкой фаз. Сепарация газа предназначена для предохранения от попадания влаги и твердых частиц в промысловые газосборные сети и технологическое оборудование газовых и газоконденсатных место­ рождений. Сепарация газа может быть основана на изменении термодинамического равновесия газового (газоконденсатного) потока вследствие снижения температуры и давления, на способе гравитационного разделения фаз потока, происходящего за счет разности плотностей газа, капельной жидкости и твердых механических примесей; на инерционном разделении фаз газового (газоконденсатного) потока за счет действия центробежной силы при тангенциальном вводе потока в газовый сепаратор или вследствие изменения направления потока в самом сепараторе при радиальном вводе потока. В конструкциях сепараторов отделение газа от жидких и твердых примесей основано на выпадении частиц при малых скоростях движения газового (газоконденсатного) потока в результате действия сил тяжести или инерционных (центробежных) сил, возникающих при криволинейном движении потока. Недостаточный уровень сепарации газа приводит к низкой гидравлической эффективности промысловых газопроводов, существенному перерасходу энергии, затрачиваемой на компримирование газа, росту эксплуатационных затрат, возможности образования газогид­ ратных пробок в промысловых системах сбора и транспорта газа, снижению эффективности работы технологического оборудования промыслов. Газосборная сеть – система газопроводов, предназначенная для сбора и транспортировки газа за счет его пластовой энергии от скважин на газосборные пункты и далее на головные сооружения магистрального газопровода.

331

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Газосборная сеть включает: газопроводы от одной-двух скважин до установок комплексной подготовки газа или газосборного коллектора; газосборный коллектор. Газосборные сети прокладывают на глубину промерзания грунта (обычно на 1–1,5 м от верхней образующей трубы). В районах распространения многолетнемерзлых пород применяют наземные (присыпаемые грунтом) газосборные сети. При переходе через водные преграды и заболоченные участки сооружают надземные газосборные сети (на сваях). Для предохранения труб от коррозии применяют систему противокоррозионной защиты, которая, в свою очередь, делится на пассивную защиту (защиты с применением изоляционных покрытий) и активную защиту (защиты с применением катодной защиты для искусственного снижения потенциала металла труб в грунте и тем самым снижения скорости коррозии металла). Система газосборного коллектора определяется конфигурацией и размерами месторождения, сеткой размещения и дебитом отдельных скважин, количеством и характеристикой продуктивных горизонтов, технологической схемой промысловой подготовки газа к транспорту, требованиями, предъявляемыми к надежности подачи газа с промысла. Подготовка газа к дальнему транспорту – это обработка добываемого природного газа с целью удаления компонентов, затрудняющих транспортировку его по газопроводу. Наличие в газе воды, жидких углеводородов, агрессивных и механических примесей снижает пропускную способность газопроводов, повышает расход ингибиторов, усиливает коррозию оборудования, приводит к необходимости увеличения мощности газокомпрессорных станций, снижает надежность работы технологических систем, увеличивает вероятность аварийных ситуаций на газокомпрессорных станциях и линейной части газопроводов. Подготовка газа к дальнему транспорту проводится на установках комплексной подготовки газа (УКПГ), предназначенных для осушки природного газа газовых, газонефтяных и газоконденсатных месторождений от воды, отделения механических примесей, жидких углеводородов и очистки от сернистых соединений. Выбор промыслового оборудования для УКПГ зависит от состава газа, содержания влаги и механических примесей, термодинамических параметров месторождения (температуры, давления),

332

направления дальнейшего использования газа и климатических условий районов добычи и транспортировки. С учетом перечисленных факторов в состав УКПГ могут входить установки низкотемпературной сепарации, абсорбционные или адсорбционные. Качество подготовки газа к дальнему транспорту определяется техническими условиями или отраслевым стандартом, где фиксируются точки росы по воде и углеводородам для разных климатических зон и времен года, содержание механических примесей, H2S и общей S. Газопровод магистральный – трубопровод, предназначенный для транспортирования природного газа из района добычи или производства к пунктам потребления. Газопровод магистральный – один из основных элементов газотранспортных систем. В состав сооружений газопроводов магистральных входят: головная и промежуточные компрессорные станции, предназначенные для компримирования газа в начальном и промежуточном пунктах трассы; пункты осушки газа и очистки его от Н2S и CO2 на головной компрессорной станции. На компрессорных станциях газопроводов магистральных большого диаметра (1020–1420 мм) после центробежных нагнетателей устанавливают аппараты воздушного охлаждения газа. На газопроводах магистральных меньших диаметров газ успевает охлаждаться за счет теплообмена с грунтом. На конечном пункте магистральных газопроводов и конечных пунктах газопроводовотводов газ поступает в газораспределительную станцию, где его давление понижается до величины, допускаемой в данной газораспределительной системе, а газ подготавливается для потребления (очищается, в газ добавляется одорант, температура газа повышается для редуцирования). Для компенсации сезонной неравномерности газопотребления вблизи конечного пункта газопроводов магистральных сооружаются подземные газохранилища или хранилища сжиженного природного газа, в которых летом создается запас газа для последующего его использования зимой или при увеличении потребления. Газовое хранилище – природная или искусственная емкость для резервирования больших объемов газа и регулирования его подачи в соответствии с неравномерностью газопотребления. Газовые хранилища сооружаются вблизи трассы магистральных газопроводов и потребляющих центров.

Различают: ■ наземные газовые хранилища – газгольдеры (низкого, среднего и высокого давления), предназначенные для хранения избыточного газа, поступающего в период минимального (ночного) потребления и выдачи его в городскую сеть в период максимального (дневного) потребления; ■ подземные поверхностные газовые хранилища – участки газопроводов от последней компрессорной станции до газораспределительной станции, используемые для выравнивания неравномерности потребления газа в течение суток и недели; ■ подземные газовые хранилища, называемые обычно подземными хранилищами газа (ПХГ), создаются в естественных и искусственных подземных резервуарах. В отличие от газгольдеров ПХГ обеспечивают сглаживание сезонной неравномерности газопотребления. Наибольшее значение имеют ПХГ, способные вмещать сотни миллионов кубических метров газа и более. Особый тип газового хранилища – изотермические хранилища сжиженного газа, предназначенные для покрытия так называемых пиковых нагрузок, то есть при необходимости ускоренного отбора газа. В районах, где невозможно создание ПХГ, но существует значительная неравномерность газопотребления, размещают хранилища сжиженных природных газов (СПГ). Литература 1. ГОСТ Р 53521-2009 «Переработка природного газа. Термины и определения».

2. ГОСТ Р 54973-2012 «Переработка попутного нефтяного газа. Термины и определения».

3. ГОСТ Р 53865-2010 «Системы газораспределительные. Термины и определения».

4. ГОСТ Р 54983-2012 «Системы газораспределительные. Сети газораспределения природного газа. Общие требования к эксплуатации. Эксплуатационная документация».

5. ГОСТ Р 56352-2015 «Нефтяная и газовая промышленность. Производство, хранение и перекачка сжиженного природного газа. Общие требования безопасности».

6. ВНТП 3-85 «Нормы технологического проектирования объектов сбора, транспорта, подготовки нефти, газа и воды нефтяных месторождений».

7. СП 36.13330.2012 «Свод правил. Магистральные трубопроводы».

8. СП 62.13330.2011 «Свод правил. Газораспределительные системы».

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Проблемные вопросы по тупиковым упорам для башенных кранов Александр АРХИПКИН, технический директор, эксперт ООО «РЕМКРАНСЕРВИС» Александр КОЧЕШОВ, эксперт ООО «РЕМКРАНСЕРВИС» Александр ЩЕГОЛЬКОВ, дефектоскопист ООО «РЕМКРАНСЕРВИС» Борис НАДЕЦКИЙ, директор, экперт ООО НТЭЦ «Технология»

В статье рассматриваются основные проблемные аспекты, связанные с тупиковыми упорами при эксплуатации башенных кранов.

П

адение башенных кранов среди аварий с грузоподъемными кранами приводит к более тяжелым последствиям, что обусловлено рядом причин: ■ краны эксплуатируются в густо застроенной городской черте; ■ при падении риску подвергается большая прилегающая территория, что связано с габаритами кранов (высота до 75 м, вылет стрелы до 50 м); ■ кран, как правило, падает на кабину, в которой находится крановщик, что приводит к его гибели. При этом риску подвержены лица, задействованные не только в технологическом процессе строительства, но и третьи лица. Наносится материальный урон стоящим вблизи зданиям и городским коммуникациям. Среди основных причин падения кранов выделяются такие, как надежность конструкций, состояние и эксплуатация устройств безопасности на рельсовых путях. Рассмотрим устройства безопасности, предотвращающие сход башенных кранов с рельсового пути и то, насколько ответственно относятся эксплуатирующие организации к их техническому состоянию. Согласно Техническому регламенту ТР ТС 010/2011 [1], грузоподъемные машины, перемещающиеся по рельсовому пути, должны быть оборудованы специальными устройствами, предотвращающими риск их схода с рельсовых путей, а также несанкционированное перемещение под воздействием ветровых

нагрузок. Устройствами, предотвращающими риск схода, являются тупиковые упоры. В настоящее время, как правило, применяются безударные (гравитационные) тупиковые упоры (ТУП), предназначенные для плавного гашения остаточной скорости в конце пути и предотвращения схода башенного крана в аварийных ситуациях при отказе тормозов и концевых выключателей хода крана, неисправности копиров (выключающих линеек), угоне крана ветром и при несоблюдении крановщиком мер безопасности. В существующей нормативной документации нет однозначного ответа о

конструкции ТУП. В ФНП по ПС [2] отсутствуют требования к ТУП и отмечено только, что «рельсовый путь (для ПС на рельсовом ходу) должен соответствовать проекту. Указанное соответствие должно подтверждаться актом сдачиприемки монтажного участка пути или актом сдачи-приемки рельсового пути под монтаж, если к проведению монтажа путь монтировался на всю рабочую длину». В РД 22-28-35-99 [3] указано, что к эксплуатации допускаются тупиковые упоры, прошедшие приемочные испытания и рекомендованные Госгортехнадзором России. В то же время, согласно требованиям других документов, только по наземным крановым путям и тупиковым упорам (ГОСТ Р 51248-99[4], СП 12-103-2002[5], РД 50:48:0075.01.05[6], РД 50:48:0075-02-05[7], СТО НОСТРОЙ 2.2.772012[8] и другим) в проектной документации на крановый путь должна быть указана конструкция и сделан расчет тупиковых упоров. Во всех указанных документах отсутствуют требования к организациям и специалистам, проектирующим крановые пути и тупиковые упоры, документы во многом дублиру-

Общий вид падения крана КБ 408.10

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

333

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Рис. 1. Упоры, сбитые краном

Рис. 2. Упор тупиковый безударного типа 860

228

А

Б

2 Б

72

170 100

А

1 А-А

Б-Б

3

4

1 – башмак; 2 – шильдик; 3 – прижим; 4 – стопор. Прижимы поз. 3 и стопор поз. 4 изготовлены из стали 45 по ГОСТ 1050-88; 43…50 HRC3 с зубчатой насечкой

ют или дополняют друг друга, или, наоборот, отдельные требования просто противоречивы либо нелогичны. Так ли надежны рекомендованные безударные ТУП для башенных кранов ? В статье «Математическая модель процесса наезда башенных кранов на безударные тупиковые упоры» [9] авторами на основе разработанной расчетнодинамической модели на базе метода конечных элементов был изучен процесс взаимодействия башенного крана КБ 408.21 с безударным ТУП. «Как показал вычислительный эксперимент, существующие ТУП безударного типа являются недостаточно плавным средством гашения остаточной скорости башенных кранов. Согласно теоретическому расчету, опасным можно считать наезд башенного крана на безударные ТУП с максимальной номинальной скоростью (Vкр = 0,3 м/с) с грузом более 1 т при любом расположении грузовой тележки по длине стрелы, так как при этом существует вероятность отрыва задних колес ходовых тележек крана и вероятность его последующего схода с рельсовых путей». Особо опасным явля-

334

ется наезд башенного крана на ТУП под воздействием ветровой нагрузки в ненагруженном состоянии (Мгр = 0 т) со скоростью Vкр = 0,9 м/с, так как существует большая вероятность переезда крана через ТУП, потеря устойчивости и падение крана. В результате исследования определено напряженно-деформированное состояние несущих элементов ТУП. Согласно полученным значениям напряжения, которые возникают в сварных швах коробчатого сечения ТУП в процессе наезда на них башенного крана, более чем в два раза превышают предел текучести материала ТУП. Вследствие чего авторы приходят к выводу о необходимости усиления металлоконструкции безударных ТУП и тщательного контроля за их техническим состоянием. На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что рекомендованные безударные ТУП для башенных кранов в экстремальных ситуациях ненадежны и требуют доработки. Какие ТУП на рельсовых путях для башенных кранов на самом деле применяются в большинстве случаев в строи-

тельном комплексе? Рассмотрим на примере произошедшей аварии в 2012 году в городе Барнауле. Авария произошла с башенным краном КБ-408.10, когда он передвигался по рельсовому пути в сторону автомобиля, стоящего под разгрузкой для выполнения первого подъема поддона с кирпичом. Вследствие неисправности устройства, отключающего механизмы передвижения, кран, продолжив движение и сбив ТУП, сошел с рельсового пути и, опрокинувшись в сторону автомобиля, находящегося под разгрузкой, упал на землю. При этом были повреждены транспортные средства: КамАЗ, стоящий под разгрузкой, а также три легковых автомобиля. Крановщик погиб. По результатам расследования аварии было установлено, что техническими причинами падения крана, приведшими к несчастному случаю, являются: ■ неисправность устройства, отключающего механизмы передвижения крана, при приближении к ТУП (копир, отключающий концевой выключатель, был оторван по сварке от места крепления до аварии); ■ неисправность ТУП, неспособных по конструкции и способу крепления к рельсам выполнять заданные функции. По фотографиям упоров (рис. 1) очевидно, что их состояние не идеально (рис. 2). Упоры изготовлены ремонтным персоналом, не имеющим соответствующей квалификации. Причем изготовлены упоры не по конструкторской документации.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Рис. 3. 2015 год. Упоры разной конструкции на одном конце пути – 1-й

Рис. 3. 2015 год. Упоры разной конструкции на одном конце пути – 2-й

По прошествии с момента аварии трех лет в организациях, эксплуатирующих башенные краны, отношение к техническому состоянию рельсовых путей не изменилось (те же некачественно изготовленные ТУП (рис. 3), не соответствующие проектной документации). Это связано с тем, что инженерно-технический персонал (ответственные за производственный контроль, за содержание ПС в работоспособном состоянии, за безопасное производство работ с применением ПС) аттестуется на знание ФНП по ПС [2], в которых отсутствуют требования к устройству рельсовых путей. При этом, как уже отмечалось, действующая нормативная документация, которая определяла бы конкретные конструкции ТУП для разных типов кранов, отсутствует. Кроме того, ситуация усугубилась в связи с изменениями Федерального закона № 116-ФЗ от 21 июля 1997 года [10], вступившими в силу с 1 января 2014 года, по которым опасные производственные объекты (ОПО), где используются

подъемные сооружения (ПС), отнесены к IV классу, не представляющему какойлибо значимой опасности. Поэтому Рос­ технадзором на этих ОПО не проводятся плановые и контрольные проверки. Проверки делаются исключительно по запросу прокуратуры, как, например, после падения башенного крана 26 октября 2015 года в городе Омске. Одной из технических причин падения является состояние тупиковых упоров (рис. 4). Для решения отдельных рассмотренных вопросов целесообразно было бы исключить многообразие однотипных документов и разработать единый нормативный документ, утвержденный Рос­ технадзором, в котором будут определены единые требования как к крановым путям, так и к тупиковым упорам для всех типов кранов на рельсовом ходу. При этом в разработанном нормативном документе предлагается отразить, что для кранов на рельсовом ходу: ■ изготовленных до вступления в силу Технического регламента ТР ТС 010/2011 [1], применяются тупиковые упоры, конТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

струкции которых с чертежами указаны в нормативном документе; ■ изготовленных после вступления в силу Технического регламента ТР ТС 010/2011 [1], тупиковые упоры у вновь изготовляемых кранов должны поставляться предприятиями-изготовителями в комплекте с кранами. Литература 1. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения».

3. РД 22-28-35-99 «Конструкция, устройство и безопасная эксплуатация рельсовых путей башенных кранов».

4. ГОСТ Р 51248-99 «Пути наземные рельсовые крановые. Общие технические требования».

5. СП 12-103-2002 «Пути наземные рельсовые крановые. Проектирование, устройство и эксплуатация».

6. РД 50:48:0075.01.05 «Рекомендации по устройству и безопасной эксплуатации наземных крановых путей».

7. РД 50:48:0075-02-05 «Тупиковые упоры. Рекомендации к проектированию, изготовлению и эксплуатации».

8. СТО НОСТРОЙ 2.2.77-2012 «Требования к устройству, строительству и безо­пасной эксплуатации наземных крановых путей».

9. Панасенко Н.Н., Рабей В.В. Математическая модель процесса наезда башенных кранов на безударные тупиковые упоры // Механизация строительства. 2014. № 5. С. 50–53.

10. Федеральный закон № 116-ФЗ от 21 июля 1997 года «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

Рис. 4. Упор пути КБ 403А, г. Омск, авария 26 октября 2015 года

335

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Особенности работы грузового каната крана на отклоняющих блоках Александр АРХИПКИН, эксперт, технический директор ООО «Ремкрансервис» (г. Барнаул) Борис НАДЕЦКИЙ, эксперт, директор ООО НТЭЦ «Технология» (г. Барнаул) Александр ЩЕГОЛЬКОВ, дефектоскопист ООО «Ремкрансервис» (г. Барнаул)

При расследовании причины обрыва грузового каната крана СКГ 63/100 было установлено, что превышение допускаемой нагрузки составляло всего 7%. Обрыв произошел при монтаже металлической фермы на отметке 45.600 м.

М

асса поднимаемой фермы с ограждением и стропами – 19,2 т, а грузоподъемность крана по грузовой характеристике – 18 т. Усилие в канате в момент его разрыва составляло 9,6 тс (двукратная запасовка), что более чем в 5 раз меньше разрывного усилия каната по сертификату – 504 Кн (51,4 тс). Так в чем причина обрыва каната? Характеристика каната соответствовала паспортным данным крана. Канат диаметром 30,5 мм, конструкции 30,5-Г1-Н-170 [619 (1+6+6/6) +1 о.с.] ГОСТ 268869, эксплуатировался на кране с 1981 года. При этом кран с 1991 по 2005 год простаивал без проведения работ по консервации. Кран СКГ 63/100 в башенно-стреловом исполнении выполнял производство работ по укрупненной сборке и монтажу ферм галереи тракта подачи угля на коксовой батарее. За неделю до аварии была смонтирована первая ферма. После монтажа канат не осматривался. При анализе перемещений каната по отклоняющим блокам на кране (рис. 1) было установлено, что разрыв каната произошел на участке его наибольшей эксплуатации на блоках крюковой подвески в процессе укрупненной сборки ферм. В момент обрыва этот участок находился на отклоняющем блоке оголовка стрелы. Канат оборвался на расстоянии 30,5 м от места его крепления на оголовке маневрового клюва. При осмотре на канате обнаружено по два надрыва с каждой стороны разрыва, явно выраженные следы коррозии, сухой сердеч-

336

ник и участки, на которых имеются износ и обрыв проволок до разрыва. Следы смазки отсутствуют, что является следствием ненадлежащего ухода и надзора (фото 1, 2 и рис. 1, 2). По данным анализа исследований потери прочности изношенных канатов с органическим сердечником при разрыве на вращающихся блоках, проведенных С.Т. Сергеевым в его работе «Надежность и долговечность подъемных канатов» [1], достигают 27%. Это объясняется тем, что при работе на вращающихся блоках происходит резкое снижение прочности каната из-за усталости металла проволоки, находящегося под воздействием больших переменных напряжений. Канат становится более жестким, а проволоки склонны к хрупкому разрушению. При разрыве изношенного каната на вращающемся блоке происходит смещение проволок и прядей, коэффициент трения падает и поэтому прочность каната в этом случае определяется прочностью лишь целых проволок, оставшихся в его сечении. Однако при переходе каната из прямого состояния в изогнутое смещение проволок и прядей происходит на небольшом участке, примерно равном шагу свивки. Если на этом участке имеются оборванные проволоки (в нашем случае – шесть), то они нагрузку на себя не воспринимают. При отсутствии смазки каната, вследствие атмосферных воздействий, проволоки каната подверглись коррозии. При воздействии коррозионной среды металл проволок, подверженных усталости, разупрочняется, что приводит к понижению

его выносливости [2]. По данным А. Раухе [3] относительный предел выносливости канатной проволоки в коррозионной среде снижается в пять раз. Учитывая вышеизложенное, можно констатировать, что на обрыв каната повлияли следующие факторы: 1) снижение прочности каната вследствие наличия обрыва проволок и их износа, превышающего нормы браковки; 2) снижение прочности каната вследствие усталости металла проволок, находящегося под воздействием больших переменных напряжений (участок каната, работающий на вращающихся блоках крюковой обоймы); 3) снижение выносливости каната из-за разупрочнения металла проволок, подверженных усталости, вследствие воздействия атмосферной коррозии при отсутствии смазки каната; 4) потеря прочности изношенного каната при работе на отклоняющем блоке оголовка стрелы вследствие падения ко-

Общий вид крана СКГ63/100 после обрыва грузового каната

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Фото 1. 1-й оборванный конец грузового каната

Рис. 1. Схема мест разрыва каната Положение места разрыва каната при общих монтажных работах и укрупненной сборке ферм Блок оголовка клюва

,00

000

Блок оголовка клюва Отклоняющий блок стрелы ,8 18

53

Крюковая подвеска 45,600

00

35,9

39,0

Крюковая подвеска 12,600

Грузовая лебедка

Положение места разрыва каната перед его обрывом 0

43,

Отклоняющий блок 0 стрелы 22, или 8 , 18 00 39,0

35,9

Грузовая лебедка

0,000 ур. земли

0,000 ур. земли

Рис. 2. Схема расположения дефектных участков грузового каната

Потеря поперечного сечения 70%

1,9 м

2,5 м

2,28 м dk = 30,5

Отдельные обрывы проволок

4,0 м 30,5 м

Разрыв

Потеря поперечного сечения 30%

Место крепления каната на оголовке

эффициента трения из-за наличия оборванных проволок, которые не воспринимают нагрузку. В существующей нормативной документации не учитывается фактор снижения прочности каната из-за усталости металла проволоки при его работе на вращающихся блоках, что наиболее актуально для стреловых кранов (гусеничных, пневмоколесных) с решетчатыми стрелам из-за подверженности открытых участков каната атмосферным воздействиям. В настоящее время, в соответствии с требованиями Федеральных норм и правил (ФНП) [4], для контроля потери поперечного сечения каната, вызванной обрывами, механическим износом и коррозией проволок внутренних слоев прядей, канаты необходимо подвергать дефектоскопии только подъемных сооружений, предназначенных для транспортировки опасных грузов или используемых для подъема людей, а также канатов, работающих с блоками из синтетического материала. По аналогии с ФНП по канатным дорогам [5] целесообразно установить предельные сроки эксплуатации грузовых канатов, в зависимости от типа и назначения подъемных сооружений, по прошествии которых, независимо от наработки, необходима магнитная дефектоскопия канатов. Литература 1. Сергеев. С.Т. Надежность и долговечность подъемных канатов. – Киев: «Технiка», 1968.

2. Карпенко Г.В. Основы методов исследования металлов на длительную и усталостную прочность в условиях воздействия активных сред // Машины и приборы для испытания металлов. – Киев: Изд-во АН УССР, 1961.

3. Rouche A. Korrosionen an Forderseilen und mogliche Korrosions gegenmittel Bergbautechnik. – Gluckauf. – T. 6. – 1956. – № 3.

Фото 2. 2-й оборванный конец грузового каната

Потеря поперечного сечения 30%

4. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному

надзору от 12 ноября 2013 года № 533).

5. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности пассажирских канатных дорог и фуникулеров» (утверждены приказом Ростехнадзора от 6 февраля 2014 года № 42).

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

337

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Причины падения башенных кранов Александр АРХИПКИН, эксперт, технический директор ООО «Ремкрансервис» (г. Барнаул) Борис НАДЕЦКИЙ, эксперт, директор ООО НТЭЦ «Технология» (г. Барнаул) Александр ЩЕГОЛЬКОВ, дефектоскопист ООО «Ремкрансервис» (г. Барнаул)

В последних числах октября 2015 года произошло четыре аварии с башенными кранами в Омске, Рязани, Евпатории и Краснодаре. Пострадали люди, в том числе лица, не связанные с эксплуатацией данной техники и даже строительной отраслью.

338

ведения следующей проверки. В 2014 году вступают в силу изменения в Федеральном законе 116-ФЗ [1] и в Правилах проведения экспертизы [2], согласно которых владельцы ОПО по истечении срока службы или превышении количества циклов нагрузки технического устройства (ТУ) проводят экспертизу ПБ силами специализированной организации, в выводах заключения которой отражается установленный срок дальнейшей безопасной эксплуатации, по истечении которого ТУ подлежит выводу из эксплуатации (списанию). На основании этого теперь экспертиза ПБ проводится только один раз, то есть повторную экспертизу ПБ подъемных сооружений, как впрочем, и остальных ТУ проводить через какой-либо срок не требуется.

Основные причины аварий башенных кранов

В

соответствии с изменениями Федерального закона от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [1], вступившими в силу с 1 января 2014 года, опасные производственные объекты (ОПО), на которых используются подъемные сооружения (ПС), отнесены к IV классу. При этом на этих ОПО не проводятся плановые проверки Ростехнадзора и государственный надзор за соблюдением требований промышленной безопасности при эксплуатации грузоподъемных кранов не осуществляется. За период с января 2014 года количество аварий с башенными кранами увеличилось. С января по сентябрь 2014 года произошло 13 таких аварий, за аналогичный период 2015 года – 23. Увеличилось и число пострадавших: количество смертельных случаев – в 1,7 раза, тяжелых травм – в 4 раза. По данным Федеральной службы Ростехнадзора, осуществляющего функции нормативно-правового регулирования, контроля и надзора в сфере безопасного ведения работ на ОПО, к подъемным сооружениям, подлежащим регистрации, относятся 240 тысяч кранов, из которых более 65% выработали свой ресурс. Грузоподъемные краны, отработавшие ресурс, для продления срока безопасной эксплуатации до 2014 года с определенным временным интервалом проходили повторную экспертизу на соответствие требованиям промышленной безопасности (ПБ). По результатам экспертизы принималось решение о продлении срока безопасной эксплуатации после ремонта либо списании данного крана. В заключении экспертизы назначался срок безопасной эксплуатации до про-

Да, парк кранов надо обновлять, а не продлять необоснованно десятилетиями срок эксплуатации, так называемыми, «прикормленными» экспертными организациями. К примеру, в Алтайском крае из зарегистрированных двухсот башенных кранов нормативный срок отработали более 90% – их необходимо заменить. В то же время обновление требует больших финансовых затрат и одномоментно произойти не может, необходим переходный период. Для этого следует вернуть надзор за ПС и повторную экспертизу по истечении установленного срока безопасной эксплуатации. Необходимо повысить требования к безопасной эксплуатации, в полной мере должны выполняться все предписанные профилактические и ремонтные работы, в том числе капитально-восстановительные ремонты кранов с разборкой и диагностированием узлов конструкций. Впрочем, изобретать ничего не надо – еще в 1999 году Госгортехнадзором России согласован разработанный СКТБ БК состав работ и пакет документов по капитальновосстановительным ремонтам (КВР) башенных кранов. Вследствие отсутствия обязательных требований в нормативных документах, владельцы (эксплуатирующие организации) данной тех-

Несоответствие состояния конструкции кранов требованиям технических регламентов, промышленной безопасности, что выражается в конструктивных недоработках на стадии проектирования, изготовления и выявляется при эксплуатации

Нарушение требований нормативной и эксплуатационной документации при обслуживании и ремонте (часто встречается в организациях, имеющих небольшое количество кранов, как правило, на правах аренды)

Несоблюдение требований, установленных в руководствах по монтажу, демонтажу кранов, что приводит к нарушению последовательности проведения монтажных операций, как правило, в связи с отсутствием необходимой квалификации и практических навыков обслуживающего персонала Нарушение условий безопасной эксплуатации, что проявляется в связи с неисправностью устройств и приборов безопасности или их отсутствием (перегрузка, неисправное состояние рельсовых путей, работа при предельной скорости ветра)

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

ники КВР не проводили, и эксперты, несмотря ни на что, продляли срок их эксплуатации. Сейчас в связи с прогрессивным старением парка кранов и отсутствием Государственного надзора и периодических экспертиз ПБ ситуация еще больше будет усугубляться. Можно констатировать, что краны и дальше будут падать, только с еще большей интенсивностью, так как все отдано на откуп владельцам ОПО, которых непродуманными действиями нормотворчество Ростехнадзора загоняет в тупик, несмотря на негативную оценку экспертным сообществом регулирующего воздействия нововведений. Аварийность башенных кранов составляет более 40% [3] от общего количества аварий грузоподъемных кранов. Причины повышенной опасности связаны с частой сменой места эксплуатации (монтаж, демонтаж, устройство рельсовых путей), удаленностью от ремонтных баз, что усложняет производственный контроль за техническим состоянием и своевременным обслуживанием. Кроме обозначенных выше проблем нормативно-правового регулирования, контроля и надзора в сфере безопасного ведения работ на ОПО федеральной службой Ростехнадзора, основными причинами аварий башенных кранов являются: ■ несоответствие состояния конструкции кранов требованиям технических регламентов промышленной безопас-

Сейчас в связи с прогрессивным старением парка кранов и отсутствием Государственного надзора и периодических экспертиз ПБ ситуация еще больше будет усугубляться Можно констатировать, что краны и дальше будут падать, только с еще большей интенсивностью, так как все отдано на откуп владельцам ОПО, которых непродуманными действиями нормотворчество Ростехнадзора загоняет в тупик, несмотря на негативную оценку экспертным сообществом регулирующего воздействия нововведений ности, что выражается в конструктивных недоработках на стадии проектирования, изготовления и выявляется при эксплуатации; ■ нарушение требований нормативной и эксплуатационной документации при обслуживании и ремонте (часто встречается в организациях, имеющих небольшое количество кранов, как правило, на правах аренды); ■ несоблюдение требований, установленных в руководствах по монтажу, демонтажу кранов, что приводит к нарушению последовательности проведения монтажных операций, как правило, в связи с отсутствием необходимой квалификации и практических навыков обслуживающего персонала; ■ нарушение условий безопасной эксплуатации, что проявляется в связи с

неисправностью устройств и приборов безопасности или их отсутствием (перегрузка, неисправное состояние рельсовых путей, работа при предельной скорости ветра). Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» (утверждены приказом Ростехнадзора от 14 ноября 2013 года № 538).

3. Сборник нормативных документов. Серия 10. Выпуск 62. Промышленная безопасность при эксплуатации башенных кранов.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

339

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Нормативная база в образовательной системе подготовки рабочих кадров

для предприятий, эксплуатирующих опасные производственные объекты, на которых используются подъемные сооружения Александр АРХИПКИН, технический директор, эксперт ООО «РЕМКРАНСЕРВИС» (г. Барнаул) Оксана МИХАЙЛОВА, методист ООО «РЕМКРАНСЕРВИС» (г. Барнаул)

В настоящее время отсутствует четкая нормативная база в образовательной системе подготовки рабочих кадров предприятий, эксплуатирующих опасные производственные объекты (ОПО) по подъемным сооружениям (ПС), и это представляет серьезную проблему в данной сфере.

В

соответствии с Федеральным законом от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» [1], эксплуатирующая организация обязана: ■ обеспечивать укомплектованность штата работников опасного производственного объекта в соответствии с установленными требованиями; ■ допускать к работе на опасном производственном объекте лица, соответствующие квалификационным требованиям; ■ обеспечивать проведение подготовки и аттестации работников в области промышленной безопасности. Рассмотрим, какие требования предъяв­ ляются в федеральных нормах и правилах по подъемным сооружениям (ФНП по ПС) [2] к профессиональной подготовке, порядку обучения и аттестации персонала: ■ лица рабочих профессий основных служб организации, непосредственно занятые на выполнении работ по монтажу (демонтажу), наладке либо ремонту, реконструкции или модернизации в процессе эксплуатации ПС, должны иметь документы, подтверждающие прохождение в установленном порядке профессионального обучения; ■ работники, непосредственно занимающиеся эксплуатацией ПС, должны быть обучены и иметь выданное в установленном порядке удостоверение на право самостоятельной работы по соответствующим видам деятельности.

340

Профессиональное обучение персонала проводится учебными заведениями согласно закону «Об образовании в Российской Федерации» [3] на основании лицензии. В результате освоения программ профессиональной подготовки, переподготовки и повышения квалификации по рабочим профессиям лицам, успешно прошедшим аттестацию, выдается со-

ответствующий документ. Документ о квалификации подтверждает: 1) повышение или присвоение квалификации по результатам дополнительного профессионального образования (подтверждается удостоверением о повышении квалификации или дипломом о профессиональной переподготовке); 2) присвоение разряда или класса, категории по результатам профессионального обучения (подтверждается свидетельством о профессии рабочего, должности служащего). Разработка программ для подготовки и повышения квалификации рабочих производится на основании Единого тарифно-квалификационного справочника работ и профессий рабочих (ЕТКС) [4]

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

В соответствии с требованиями п.

150 ФНП по ПС [2], эксплуатирующим организациям в целях безопасной эксплуатации ПС необходимо обеспечить установленный порядок допуска к самостоятельной работе сотрудника с выдачей соответствующих удостоверений, в которых указывается тип ПС, а также виды работ и оборудования, к работам на которых он допущен. Пунктом 155 ФНП устанавливается, что для управления автомобильным краном (краном-манипулятором), автогидроподъемником (вышкой) может назначаться водитель автомобиля после его обучения по программе подготовки крановщиков (операторов) и аттестации квалификационной комиссией эксплуатирующей организации. Это противоречит закону «Об образовании в Российской Федерации» [3], а также неясно, какой при этом должен получить крановщик (оператор) документ, дающий право на управление грузо-подъемной машиной. В ЕТКС [4] не установлена профессия «крановщик (оператор)», а есть только «машинист (крановщик)» для кранов: мостовых, гусеничных, пневмоколесных, железнодорожных, башенных; для кранов автомобильных, автовышек и автогидроподъемников, автомобилеразгрузчика – «машинист». Название технических устройств в ФНП и ЕТКС – раз-

Существует необходимость приведения в соответствие требованиям сегодняшнего дня нормативной базы в образовательной системе подготовки рабочих кадров предприятий, эксплуатирующих опасные производственные объекты, на которых используются подъемные сооружения ные (кран-манипулятор и автомобилеразгрузчик). При выдаче удостоверения учебным заведением указывается разряд и тип ПС. По ЕТКС машинист, имеющий квалификацию 6-го разряда, имеет право работать на автомобильном кране грузоподъемностью от 10 до 20 тонн, 7-го – 20– 40 тонн, 8-го – 40–60 тонн. Однако, данный справочник не учитывает ситуацию, если автомобильный кран окажется грузоподъемностью 75 тонн или 100 тонн и выше. К тому же, есть краны с башенностреловым оборудованием, для работы на которых машинист тарифицируется на один разряд выше. Есть неясность и в тарификации машиниста (крановщика) гусеничных, пневмоколесных и железнодорожных кранов. Очевидно, существует необходимость приведения в соответствие требованиям сегодняшнего дня нормативной базы в образовательной системе подготовки рабочих кадров предприятий, эксплуаТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

тирующих опасные производственные объекты, на которых используются подъемные сооружения. Литература 1. Федеральный закон от 21 июля 1997 года № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения» (утверждены приказом Ростехнадзора от 12 ноября 2013 года № 533).

3. Федеральный закон от 29 декабря 2012 года № 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации».

4. Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих (ЕТКС). Выпуск №1, № 3. Утвержден Приказом Минздравсоцразвития РФ от 06 апреля 2007 года № 243.

341

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Технологии геодезического контроля крановых путей в сложных условиях Дмитрий БРУНЬ, эксперт ПБ ООО «Стальконструкция-ЮФО» (г. Волгоград) Александр АНТИПИН, эксперт ПБ ООО «Стальконструкция-ЮФО» (г. Волгоград) Сергей ЛЕВЧЕНКО, эксперт ПБ ООО «Стальконструкция-ЮФО» (г. Волгоград)

Геодезическое обслуживание крановых путей не ограничивается работами, связанными с монтажом в процессе строительства. При эксплуатации ГПМ должен осуществляться систематический контроль за положением крановых путей в связи с изменением геометрических параметров из-за воздействия динамических нагрузок кранов, осадок фундаментов, деформации подкрановых конструкций, износа рельса и его креплений. Ключевые слова: геодезический контроль, ООО «Стальконструкция-ЮФО».

П

ри нивелировании крановых путей на ТЭЦ специалисты, проводящие геодезические работы, сталкиваются с рядом проблем, требующих решения. Ввиду невозможности остановки оборудования котельного и турбинного отделений, теодолит, установленный на строительные конструкции, испытывает вибрации, колебания и высокие температурные воздействия, оказывающие значительное влияние на точность визирования. Поэтому съемку приходится осуществлять тригонометрическим нивелированием, обычно со значительным увеличением количества станций (для уменьшения длины визирного луча), образующих замкнутый нивелирный ход. Отметки точек вычисляют в условной системе координат. Иногда приходится прибегать к методу гидростатического нивелирования. Сущность этого способа основана на законе сообщающихся сосудов. Преимущество гидростатического нивелирования состоит в том, что оно свободно от влияния таких факторов, как вибрация и колебания строительных конструкций, конвекция воздушной среды, неблагоприятно влияющих на точность измерений. Применение лазерных геодезических приборов также позволяет в сложных условиях, с одной установки прибора, проконтролировать положение рельса на участках до 250 м. Это достигается благодаря высокой плот-

342

ности энергии лазерного пучка, причем условия освещенности в цехе не имеют почти никакого значения. Пучок лазерного излучения, ориентированный по проектному положению оси рельса, является базисной линией, относительно которой с помощью специального экрана можно измерить отклонения головки рельса в плане и по высоте. Расположение подвесных крановых путей сравнительно высоко над полом определяет особенности выполнения гео­дезических работ при их контроле. Использование подвесной рейки затруднено или невозможно из-за большой высоты и насыщенности в цехах технологического оборудования. Нахождение реечника на подвесных путях с минимальными габаритами до строительных конструкций здания – исключено. В таких ситуациях нивелир устанавливают чуть ниже уровня подкрановых путей на площадках для обслуживания ГПМ или производственного оборудования. Рейку закрепляют в непосредственной близости от ходового колеса (катка) к элементам конструкции крана. Осуществляется высотная съемка, снимаются показания с установленной рейки, которая при перемещении крана в точности повторяет профиль направляющей. В той же последовательности производится съемка второй направляющей. В заключение остается осуществить привязку направляющих между собой, в одном наиболее

удобном для этого сечении, для производства камеральных работ. При проведении геодезической съемки крановых путей полукозловых кранов, часто применяемых также на ТЭЦ, возникает проблема увязки рельсовых нитей между собой, имеющих разность по высоте от 9 до 12 метров, превышающей длину геодезической рейки. В таких случаях для передачи отметки требуется два нивелира, один из которых установлен на верхней рельсовой нити, а другой на нижней (можно переносить и один нивелир). Для передачи отметки вниз на верхней рельсовой нити устанавливают кронштейн, к которому подвешивают стальную компарированную рулетку с грузом на нулевом конце. Далее берут отсчет а1 по рейке, установленной в точке А, на головке рельса. После этого поворачивают зрительную трубу нивелира в сторону подвешенной рулетки и берут отсчет по рулетке b1. По второму нивелиру, установленному в точке В, берут отсчет по рулетке а2. Далее нивелировщик направляет зрительную трубу нивелира на рейку, установленную на головке рельса в точке В, и делает отсчет по рейке b2. Таким образом, разницу отметок HB можно рассчитать по формуле: HB = a1 + (a2 – b1) – b2. Точность передачи отметки этим способом будет зависеть в основном от ошибок отсчетов по рейкам и рулетке, компарирования реек и рулетки, учета температуры.

Рис. 1 b2

a2 рельсовая нить Б В

НВ

b1 рельсовая нить А

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

a1 А

Оптимизация башенных кранов серийного российского производства для гражданского строительства Одной из таких модернизаций является увеличение длины стрелы башенного крана на 5 м. Реконструкция заключается в увеличении максимального вылета до 35 м, которое достигается путем установки одной дополнительной промежуточной секции стрелы длиной 5 м. Возрастание нагрузок на кран в рабочем состоянии за счет увеличения длины стрелы компенсируется снижением грузовой характеристики и уменьшением допустимой скорости ветра рабочего состояния. Увеличение на-

Александр АНТИПИН, эксперт ПБ ООО «Стальконструкция-ЮФО» (г. Волгоград) Дмитрий БРУНЬ, эксперт ПБ ООО «Стальконструкция-ЮФО» (г. Волгоград) Сергей ЛЕВЧЕНКО, эксперт ПБ ООО «Стальконструкция-ЮФО» (г. Волгоград)

Современные методы строительства высотных гражданских зданий требуют использования инновационных технологий, которые требуют особого подхода к применению подъемных средств и механизмов для возведения высотных строений. Ключевые слова: башенный кран, ООО «Стальконструкция-ЮФО».

Рис. 1

212500 = 24 500 R3800 габарит платформы

Ст.3 место стоянки КГmin W

3000

Ст.4

6000

3000

7000

Ф

инансовые ограничения организаций-застройщиков и их нежелание использовать башенные краны зарубежного производства, как наиболее экономически выгодные, заставляют эксплуатирующие организации выполнять модернизацию существующих базовых исполнений башенных кранов, произведенных еще в СССР, но эксплуатируемых и в настоящее время. Гусеничные и автомобильные стреловые краны находят ограниченное применение и используются, как правило, только для возведения нулевого цикла здания. Часто ширина здания превышает длину стрелы крана, базовое исполнение которой имеют большинство башенных кранов, и не превышает 30 м. При этом для обслуживания всего участка застройки не хватает всего пяти метров длины стрелы (рисунок 1). Учитывая современные направления проектирования и возведения жилых зданий, например, проектирование зданий с монолитным каркасом, грузоподъемность (далее – г/п) крана по условиям проведения работ часто не должна превышать 2,5 т для максимального вылета. В случае использования современных строительных машин и механизмов, в частности – бетононасосов с длинным гибким шлангом, г/п может не превышать 1,5 т для максимального вылета.

Крайние стоянки крана КБ-403

П Н

Положение стрелы в нерабочем состоянии 1

17 Зона за границей контура обслуживания

R30000 Q = 3,0 m

R35000 с увеличенной стрелой

Таблица 1 Результаты проверки грузовой устойчивости крана Груз 4 т на вылете 22,5 м

Груз 1,4 т на вылете 35 м

Мопрок ≤ Мудер

1237 кНм ≤ 1574,10 кНм

950 кНм ≤ 1418,49 кНм

Запас устойчивости Мудер / Мопрок

1,272

1,492

Результаты проверки собственной устойчивости крана Мопрок ≤ Мудер

1237 кНм ≤ 1574,10 кНм

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

950 кНм ≤ 1418,49 кНм

343

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы грузок нерабочего состояния компенсируется уменьшением высоты башни, а также имеющимися запасами прочности и устойчивости. Реконструкция грузоподъемного оборудования выполняется в соответствии с требованиями раздела 5 «Ремонт, реконструкция или модернизация ПС ОПО» Федеральных норм и правил, утвержденных приказом Ростехнадзора от 12 ноября 2013 года № 533. При выполнении одного из таких расчетов ФГУП СКТБ БК шифр документа КБ-403.РКС1.00.00.000РР, рассмотрено исполнение крана со следующими параметрами: Максимальный вылет

35 м

Высота подъема

35,4 м

Грузоподъемность на максимальном вылете

1,8 т

Максимальная г/п

4т

Наибольший вылет при максимальной г/п

22,5 м

При этом учитывались следующие случаи нагружения: кран с максимальным грузом на наибольшем для него вылете; кран с грузом на максимальном вылете; кран с грузом на минимальном вылете; кран без груза, тележка на минимальном вылете, ветер нерабочего состояния; кран с испытательной нагрузкой на максимальном вылете; кран без груза, тележка на минимальном вылете, ветер рабочего состояния. При расчете учтено динамическое давление ветра в рабочем и нерабочем состоянии на уровне 10 м над поверхностью земли в размере 56 и 450 ПА соответственно. Для рабочего состояния ветровые нагрузки определяются при действии ветра как в плоскости подвеса стрелы, так и в перпендикулярной ей плоскости. По результатам анализа расчета (таблица 1), прочность и устойчивость против опрокидывания башенного крана КБ403.РКС1 обеспечена при условии работы в III ветровом районе и указанных грузовых характеристиках. Рассмотренный метод оптимизации башенных кранов должны контролировать экспертные организации на стадии проведения экспертизы промышленной безопасности. Подводя итоги, можно говорить о высокой степени мобильности башенных кранов российского производства, а их модернизация позволяет выполнять строительно-монтажные работы по возведению зданий, архитектурные планы которых давно вышли за пределы типовых серий, принятых еще во времена СССР.

344

Проведение статических испытаний мостовых кранов Сергей ЛЕВЧЕНКО, эксперт ПБ ООО «Стальконструкция-ЮФО» (г. Волгоград) Александр АНТИПИН, эксперт ПБ ООО «Стальконструкция-ЮФО» (г. Волгоград) Дмитрий БРУНЬ, эксперт ПБ ООО «Стальконструкция-ЮФО» (г. Волгоград)

При проведении технического освидетельствования, равно как и экспертизы промышленной безопасности, необходимо выполнять статические испытания мостовых кранов, которые проводятся нагрузкой, на 25% превышающей паспортную грузовую характеристику. Ключевые слова: мостовой кран, ООО «Стальконструкция-ЮФО».

С

огласно требованиям Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения» (далее – ФНП), при проведении технического освидетельствования и при экспертизе ПБ необходимо выполнять статические испытания мостовых кранов, которые проводятся нагрузкой, на 25% превышающей паспортную грузовую характеристику. Статические испытания мостового крана осуществляются после установки крана над опорами кранового пути, а его грузовой тележки – в положение, отвечающее наибольшему прогибу моста. Контрольный груз поднимается краном на высоту 50–100 мм и выдерживается в таком положении в течение 10 минут. Затем груз опускают и определяют величину остаточной деформации пролетной балки крана. Необходимо уточнить, что масса контрольных грузов не должна превышать необходимую массу более чем на 3%, а также быть ниже необходимой массы не менее чем на 3%. Определение величины остаточной деформации может быть определено тремя способами.

Способ первый, с помощью металлической струны. Предварительно, перед зацепкой и подъемом контрольных грузов, один конец металлической струны закрепляется на одной из главных балок мостового крана, второй конец опускается в специально изготовленный «стакан», оборудованный указателем с грузиком и градуированной шкалой (схема 1). Перед подъемом контрольного груза делается первая высотная засечка, после подъема груза вторая высотная засечка. После выдерживания груза в течение 10 минут груз опускается и делается третья высотная засечка. Если при равенстве третьего и первого измерения остаточная деформация моста крана отсутствует, значит, испытания пройдены успешно.

Схема 1

Закрепить на балке крана Струна

Указатель с грузом

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Способ второй, с помощью оптического прибора (теодолит, нивелир). Часто проведение экспертизы промышленной безопасности или технического диагностирования мостовых кранов совпадает с проведением диагностирования кранового пути данных ПС, что облегчает проведение статического испытания с помощью нивелира (либо теодолита) и геодезической рейки. Для этого на крановый путь выставляется оптический прибор, на мосту ПС (в середине главной балки) закрепляется геодезическая рейка (схема 2). Также производятся три замера значений: ■ до поднятия контрольного груза; ■ после подъема груза; ■ после выдерживания груза и его опускания. Способ третий, с помощью лазерного дальномера.

Схема 2

Данный достаточно простой способ проведения замеров остаточной деформации моста крана при статических испытаниях не всегда удобен. В производственных помещениях нечасто можно найти ровную поверхность основания для установки лазерного дальномера. Однако этот метод достаточно эффективен и широко используется для проведения замеров (схема 3). Принцип действия аналогичен двум предыдущим способам. Производится три высотных замера, до главной балки мостового крана. При отсутствии остаточной деформации пролетного строения мостового крана первое значение замера совпадет с третьим. В процессе проведения статических испытаний необходимо следить за отсутствием произвольного опускания поднятого контрольного груза, в том

числе проводить контрольные измерения в течение всего времени выдерживания груза. При выборе способа проведения статических испытаний в первую очередь следует руководствоваться условиями конкретного производственного участка. А именно – учитывать возможность установки того или иного прибора, наличие свободного доступа, отсутствие вибрации, запыленности, влияние температур. Нельзя определенно сказать, какой из способов наиболее эффективен или точен.

Схема 3 мост ПС (середина главной балки)

лазерный дальномер нивелир, теодолит

мост ПС (середина главной балки) устойчивое основание лазерный дальномер устойчивое основание

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

345

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Подходы к оценке состояния крановых металлоконструкций при продлении срока службы Максим МИНИГУЛОВ, директор ООО «Промышленная экспертиза» (г. Хабаровск) Евгений ПЕТРОВ, эксперт ООО «Промышленная экспертиза» (г. Хабаровск) Владимир ДЕДКОВ, главный инженер ООО СМК ПС «ИТЦПТМ» (г. Хабаровск) Александр БОЙКОВ, эксперт ООО «Триботехнологии» (г. Хабаровск) Константин ПОЗЫНИЧ, кандидат технических наук, доцент кафедры «Транспортно-технологические системы в строительстве и горном деле» ТОГУ (г. Хабаровск)

Нормативные документы Ростехнадзора, принятые в последние годы, уделяют особое внимание и предъявляют соответствующие требования к составу работ по экспертизе безопасности, инструментальной и кадровой оснащенности экспертных организаций. При эксплуатации оборудования потенциально опасных производственных объектов все большее значение приобретает контроль их технического состояния с определением уровня эксплуатационных повреждений и остаточного ресурса. В работе приводится краткий анализ известных подходов к оценке безопасной эксплуатации кранов с точки зрения предельных состояний их конструкций с учетом развивающихся в опасных зонах деградационных процессов.

О

дна из основных задач современного машиностроения – оценка ресурса ответственных конструктивных узлов инженерных объектов на стадии эксплуатации, а также продления ресурса и срока службы после отработки назначенных показателей. Это особенно актуально для объектов, срок службы которых составляет несколько десятков лет. Терминология временных показателей надежности регламентируется ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения», в соответствии с которым ресурс – это наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние. Календарное время, за которое объект отработает ресурс и перейдет в предельное состояние, определяет срок службы. Предельное состояние наступает, когда дальнейшая эксплуатация объекта либо восстановление его работоспособности недопустимы или нецелесообразны. В современных условиях

346

необходимо решить проблему обеспечения безопасной эксплуатации грузоподъемных машин, поскольку большинство из них значительно устарели (согласно опубликованным данным Ростехнадзора, в 2014 году 61,6% грузоподъемных кранов выработали свой нормативный срок службы), а у владельцев нет достаточных финансовых средств для их обновления или модернизации. Грузоподъемные машины эксплуатируются в условиях циклических нагружений, воздействия внешней среды, которые приводят в результате накопления усталостных повреждений, коррозии к постепенной деградации прочностных характеристик материала и появлению развивающихся макроскопических трещин в наиболее нагруженных зонах крановых конструкций, потере площади сечения или остаточных деформаций. Таким образом, в общем виде необходимо рассматривать возможность наступления предельных состояний конструкций при ведущих повреждениях, обусловленных статической прочностью, мало-

и многоцикловой усталостью, износом, коррозией, накоплением и ростом остаточных деформаций и т.д. Основой прогнозирования остаточного ресурса служит следующая информация: диагностические данные о состоянии объекта; данные о режиме и условиях эксплуатации; априорная информация о процессах, ограничивающих ресурс. Номенклатура параметров технического состояния должна содержать наименование параметра, его принадлежность к параметрам, описывающим групповые или индивидуальные особенности исследуемого объекта, способ измерения параметра и характеристику погрешности измерения параметра. В процессе эксплуатации подъемных сооружений, независимо от их конкретного назначения, возможны три типа деградации: структурная (металл), геометрическая (конструкции и их элементы) и структурно-геометрическая. Термин «деградация» предполагает ухудшение каких-либо свойств, определяющих эксплуатационную надежность объекта (рис. 1). Анализ закономерностей деградации важен для оценки реальных сроков безотказной эксплуатации оборудования, разработки мероприятий по обеспечению его надежности и входит в состав работ по экспертизе промышленной безопасности. Интенсивность деградации зависит от условий эксплуатации, глубина – от наработки. Для деградирующих элементов окончание ресурса должно фиксироваться моментом их перехода в предельное состояние, наступление которого необходимо определять по соответствующим критериям, отвечающим, по меньшей мере, двум условиям: быть контролепригодными и фиксироваться без разрушения соответствующего элемента. На оборудовании, подконтрольном Рос­ технадзору, при постоянных условиях эксплуатации деградация – монотонный про-

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Рис. 1. Принципиальная схема деградации состояния объекта: 1 – расчетное исходное состояние; 2 – предельное состояние 1

Состояние

цесс, при резком изменении условий работы металла монотонный процесс круто меняется, иногда до взрывного. В известной научной литературе определены несколько подходов к оценке безопасной эксплуатации кранов с точки зрения прочности их конструкций с учетом развивающихся в опасных зонах деградационных процессов. Первый подход – с позиции статистической теории надежности – используют, когда отсутствуют ретроспективные данные об условиях и истории эксплуатации крановой конструкции, но есть сведения об отказах и о ресурсах ее аналогов. В данном случае остаточный ресурс, вероятность безотказной работы и риск оценивают на заданном этапе работы конструкции на основе статистической обработки данных об отказах и о ресурсах ее аналогов. Для этого после разбора соответствующей документации проводят экспертный анализ металлоконструкции данного вида крана в зависимости от назначения, технологии изготовления и монтажа, условий эксплуатации, режимов работы, обслуживания и ремонта. Затем устанавливают критерий отказа (возникновение трещин, достижение трещиной критической длины, утонение стенок в результате коррозии и т.д.) и предельные состояния конструктивных узлов, приводящие к возникновению опасных аварийных ситуаций. Определяют требуемый объем наблюдений для вычисления остаточного ресурса и вероятности возникновения отказа с заданной точностью и достоверностью, собирают и анализируют данные об отказах и предельных состояниях металлоконструкций исследуемого класса (аналогов), эксплуатировавшихся в сходных (по причинам, характеру, виду и последствиям отказов и предельных состояний) условиях. На основании сформированных выборок наработок до отказов или предельных состояний подбирают статистическую модель оценки остаточного ресурса, строят гистограмму плотности функций распределения и выбирают аппроксимирующий ее закон распределения. Найденный закон распределения используют для групповой, точечной и интервальной оценок остаточного ресурса крановой конструкции; оценки вероятности ее безотказной работы за заданную наработку, а также оценки степени риска. Второй подход основан на эксплуатации металлоконструкции по ее фактическому техническому состоянию с использованием текущей оценки поврежденности материала опасных зон конструктивных узлов неразрушающими

2

Срок службы (наработка)

методами контроля и моделирования доминирующих механизмов деградации материала (усталость, коррозия) для каждой опасной зоны по фактической истории эксплуатации крановой конструкции для установления на основании данных расчетов обоснованных межконтрольных интервалов, гарантирующих в данном временном интервале достаточную остаточную прочность конструкции при наличии конкретного дефекта. Если дефект (например, трещина заданных размеров) не может быть обнаружен применяемыми методами контроля, то предполагают, что максимальный необнаруживаемый дефект находится в опасной зоне, и на базе расчетов его развития по фактической истории эксплуатации крановой конструкции определяют соответствующий временной интервал освидетельствования конструкции. Очевидно, что максимальный необнаруживаемый дефект не должен превышать размера повреждения в предельном состоянии. При этом моделируют как процесс зарождения макроскопической трещины в результате накопления усталостных рассеянных по объему повреждений, так и рост конструктивного или зародившегося в ходе эксплуатации трещиноподобного дефекта до критического состояния. Такой подход успешно применяется, например, для продления ресурса ответственных систем реакторных установок атомных ледоколов, отработавших назначенный срок службы. Этот подход позволяет организовать индивидуальный эксплуатационный мониторинг ресурса крановой металлоконструкции, то есть ее эксплуатацию по фактическому техническому состоянию. Для этого необходимо провести анализ конструкции (материалов, режима эксплуатации, воздействия внешней среды, технологии изготовления, начальной дефектности и ее контроля, возможности контролирования дефектности конструкции в процессе эксплуатации, допустимых напряТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

жений, коэффициентов запаса, требуемого срока службы и т.д.). Цель – максимальный учет всех основных факторов эксплуатационных воздействий на конструктивные элементы, которые обу­словливают реальные процессы накопления повреждений (деградацию материала) и, следовательно, фактический ресурс. Третий подход строится на том, что в зонах высоких концентраций напряжений, где возникают упругопластические деформации, анализ остаточного ресурса следует осуществлять не в местных напряжениях, а в местных деформациях. Данный подход состоит в составлении эталонной математической модели исправной металлоконструкции крана на базе соответствующей расчетной схемы и в сопоставлении расчетных перемещений в наиболее чувствительных точках конструкции с замеряемыми на натурной конструкции при эксплуатации. Разница между этими значениями – диагностический параметр, по эволюции которого можно следить за процессом старения конструкции. Выход этого параметра за заданное поле допусков свидетельствует о наступлении предельных состояний и позволяет идентифицировать появляющиеся аномалии. Предлагаемые подходы могут быть успешно применены для надежной эксплуатации и продления ресурса крановых конструкций различного типа и назначения. Литература 1. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения» (утверждены приказом Ростехнадзора № 533 от 12 ноября 2013 года).

2. Соколов С.А. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин: Учебное пособие. – СПб.: Политехника, 2005. – 423 с.

347

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Исследование эксплуатационной загруженности мобильных кранов в составе экспертизы промышленной безопасности

Александр БОЙКОВ, эксперт ООО «Триботехнологии» (г. Хабаровск) Владимир ДЕДКОВ, главный инженер ООО СМК ПС «ИТЦПТМ» (г. Хабаровск) Максим МИНИГУЛОВ, директор ООО «Промышленная экспертиза» (г. Хабаровск) Константин ПОЗЫНИЧ, кандидат технических наук, доцент кафедры «Транспортно-технологические системы в строительстве и горном деле» ТОГУ (г. Хабаровск)

Согласно нормативным документам, для грузоподъемных кранов, отработавших срок службы, должна обязательно проводиться экспертиза промышленной безопасности специализированной организацией с целью установления возможности, условий и сроков их дальнейшей безопасной эксплуатации. Одним из важнейших этапов работ при этом является определение фактической группы классификации (режима работы), на основании анализа которой устанавливаются остаточный ресурс крана.

О

дним из основных этапов работ по экспертизе промышленной безопасности грузоподъемных кранов, отработавших нормативный срок, является определение их фактической группы классификации (режима работы). В настоящее время группа классификации (режим работы) грузоподъемных кранов, согласно стандарту ISO 4301/1, регламентируется одной из восьми групп (А1…А8), которая определяется в зависимости от сочетания класса использования (Uo…U9) и режима нагружения (Q1…Q4) крана [1]. Большинство мостовых, козловых, портальных и других кранов были изготовлены в период, когда применялась классификация по правилам Госгортехнадзора СССР, согласно которой режим работы крана определялся режимом работы механизма подъема груза и регламентировался пятью режимами: ручной (Р), легкий (Л), средний (С), тяжелый (Т), весьма тяжелый (ВТ). Для согласования

348

прежней классификации по правилам Госгортехнадзора с нормами ISO 4301/1 используется таблица соответствия режимов работы и групп классификации грузоподъемных кранов. Долговечность крана в основном определяется долговечностью его несущей конструкции. Поэтому режим работы крана характеризуется параметрами, определяющими интенсивность его эксплуатационной загруженности и учитывающими как внешние воздействия, так и фактор времени. В настоящее время существует определенное количество статистических данных по нагруженности кранов разных типов в эксплуатационных условиях, которые позволяют не только сделать ряд обоснованных статистических выводов, но и выявить некоторые закономерности. Так, например, увеличить производительность кранов даже при обработке контейнеров и навалочных грузов за счет увеличения скоростей механизмов практически уже нельзя, потому что время переходных процессов, пози-

ционирования, зачерпывания и разгрузки соизмеримо с длительностью цикла. Для строительных кранов время перемещения груза не более 10–15% длительности цикла. Как известно, эксплуатационные нагрузки на кран являются нерегулярными, случайными процессами [2, 3]. Первоначально, до оснащения кранов регистраторами параметров (приборами фиксации характеристик), действительные законы распределения за срок службы крана величин высоты подъема груза, положения тележки в пролете, вылета, массы поднимаемых грузов и т.д. устанавливались на основе статистических обследований работы кранов при выполнении ими типовых технологических операций. Исследования велись как в России, так и за рубежом [4, 5, 6, 7]. Большая часть исследований была посвящена мостовым кранам. Во всех работах главное внимание уделялось получению распределения величин массы поднимаемых кранами за их срок службы грузов как основного фактора, определяющего загруженность всех элементов крана. Всеми авторами показано, что распределение грузов по массе соответствует нормальному гауссовскому закону. В то же время в общем парке грузоподъемных кранов России наиболее многочисленным является парк стреловых самоходных (далее – мобильных) кранов. Большинство мобильных (стреловых самоходных) кранов, составляющих значительную часть общего парка кранов, нагружены, как показали иссле-

Рис. 1. Обобщенный график нагружения мобильных кранов: 1 – по данным справок о характере работ, собранных при экспертизе промышленной безопасности кранов; 2 – типовой график загрузки для легкого режима по данным РТМ ВНИИПТМАШ [9] Qi Qmax 0,8

1

0,6

0,4

0,2

2

0 0

20

40

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

60

80

t1 ∑t1 100%

дования, гораздо менее интенсивно кранов мостового типа (группы классификации А1, А2, А3). Как известно [8], при проведении экспертизы промышленной безопасности кранов, отработавших нормативный срок службы, в числе прочих документов эксплуатирующая организация оформляет справку о характере работ, выполняемых грузоподъемной машиной. Полученные данные используются экспертами для определения расчетным путем фактической группы режима крана и проверки правильности использования крана по группе режима, указанной в паспорте. Проведенный специалистами ООО «Промышленная экспертиза», ООО СМК ПС «ИТЦПТМ» и ООО «Триботехнологии» в составе экспертизы промышленной безопасности анализ данных таких справок для мобильных кранов, большинство которых с жесткой подвеской стрелы, подтвердил, что для них характерен легкий режим (группа режима) загрузки механизма подъема груза. На рисунке 1 представлен ступенчатый график нагружения механизма подъема груза мобильных кранов, используемых при механизации погрузочно-разгрузочных и складских работ, полученный авторами после статистической обработки данных справок о характере работ, выполняемых грузоподъемными машинами, предоставленными эксплуатирующими организациями в рамках экспертизы промышленной безопасности. Из рисунка 1 видно, что режим загрузки механизма подъема груза в целом легкий. При этом практические и теоретические данные полностью совпадают, что опровергает позицию отдельных экспертов в области промышленной безопасности, согласно которой справки о характере работы кранов, предоставляемые эксплуатационным персоналом в ходе проведения работ по экспертизе промышленной безопасности, с целью определения остаточного ресурса кранов, отработавших нормативный срок службы, являются в большинстве случаев фикцией. Естественно, что в большинстве случаев владелец крана, как правило, заинтересован в «бесконечном» продлении ресурса оборудования и с этой целью может предоставлять экспертной организации заведомо заниженные данные о ре-

Рис. 2. Форма представления регистрируемой информации встроенного в ограничитель нагрузки крана типа ОНК-140М регистратора технических характеристик

Информационная карта по данным регистратора параметров ОНК-140-01 №012031 на кран КС-35715 № 1. Информация о кране, ограничителе грузоподъемности и операторе Кран КС-35715 Ограничитель ОНК-140-01

№ №012031

Владелец контроллер №047

МУП ВОДОКАНАЛ установлен на кран 06.03.01

2. Долговременная информация о параметрах работы крана

Таблица наработки крана по степени загрузки Диапазоны нагрузок

Диаграмма

Число циклов нагружения

0% < M < 12,5%

33067

12,5% < M < 25%

13573

25% < M < 50%

200550

50% < M < 100%

866

100% < M

171 Суммарная наработка

248227

Оценка наработки (выработки краном нормативного срока службы) и режима работы крана по ИСО 4301/1-85 Нормативная группа классификации (режима) крана по ИСО 4301/1-85 Текущая группа классификации (режима) крана по ИСО 4301/1-85 Характеристическое число текущее/нормативное Класс использования по ИСО 4301/1-85 Режим нагружения крана по ИСО 4301/1-85 Коэффициент распределения нагрузок Счетчик моточасов Моточас последней перегрузки более 125%

жимах работы крана, однако указанное обстоятельство может быть всегда проверено экспертом. Внедрение в последнее время в конструкцию мобильных кранов электронных систем безопасности, оснащенных регистраторами параметров работы, позволило определять число циклов, выполненных краном, среднекубическую относительную массу поднятых грузов в течение любого срока и группу классификации крана. В долговременной памяти регистратора в течение всего срока службы накапливаются данные о наработке и режимах эксплуатации крана и его механизмов. Фиксируются циклы нагружения, перегрузки крана, наработка крана и механизмов в часах. В области оперативной памяти содержится информация, позволяющая подробно воспроизвести работу крана в течение нескольких последних часов. Программа расшифровки телеметрической информации позво-

Одним из основных этапов работ по экспертизе промышленной безопасности грузоподъемных кранов, отработавших нормативный срок, является определение их фактической группы классификации (режима работы) ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

А1 А3 897,6/8000 U4 Q1 0,004 6006 ч 39 м 00 с 6006 ч 39 м 00 с

ляет представить информацию в табличной и графической форме. На рисунке 2 показан пример формы представления регистрируемой информации встроенного в ограничитель нагрузки крана типа ОНК-140М регистратора технических характеристик. Началом рабочего цикла считается увеличение нагрузки на грузозахватном органе выше определенной, заранее оговоренной, например 5%-й грузоподъемности крана, а концом – начало нового (n + 1) рабочего цикла. При такой формализации регистрируются все рабочие циклы независимо от их содержания. Проведенный в составе экспертизы промышленной безопасности мобильных кранов с жесткой подвеской стрелы анализ данных регистрируемой информации автономных и встроенных регистраторов параметров также подтвердил, что для них характерны так называемые «легкие» режимы работы с группами классификации А1, А2 и, гораздо реже, А3. Анализ использования мобильных кранов у потребителей с целью изучения фактического режима их эксплуатации показал снижение интенсивности загрузки мобильных кранов во времени (снижение фактической выработки). По опу-

349

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы бликованным данным, в конце XX века в целом снижение произошло с 0,71 до 0,25 тысячи тонн на 1 тонну их грузоподъемности, причем для мобильных кранов характерна занятость на монтажных работах (доля занятости 0,7 – 0,85). Таким образом, для эксплуатации мобильных кранов характерны легкие группы классификации (режимы работы), что позволяет сделать вывод о том, что для таких кранов возможно рассматривать другие предельные состояния, то есть другие критерии остаточного ресурса. Литература 1. ПБ 10-382-00 «Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов».

2. Справочник по кранам: В 2 т. Т. 1. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов, их приводов и металлических конструкций. / Брауде В.И., Гохберг М.М., Звягин И.Е. и др.; Под общ. ред. Гохберга М.М. – М.: Машиностроение, 1988. – 536 с.

3. Нагруженность металлоконструкций строительных и дорожных машин циклического действия при оценке живучести / Ряхин В.А. // Строительные и дорожные машины. – 1995. – № 11. – С. 23–25.

4. Статистическое исследование параметров режима работы мостовых кранов / Сегаль Д.И. // Исследование кранов и крановых металлоконструкций. Сб. науч. трудов ВНИИПТМАШ. – 1978. – № 3. – С. 53–71.

5. Статистическое обследование работы подвесных однобалочных кранов / Пятницкий А.А. // Вестник машиностроения. – 1981. – № 2. – С. 27–29.

6. Kollektive der Hubmasse zur Charakterisierung des Kraneinsatzes und als Grundlage der Dimensionierung / Fickenscher Georg // Hebezeuge und Fordermittel. – 1984. – 24, № 1. – p. 4–7.

7. Режим эксплуатации механизма подъема стреловых самоходных кранов грузоподъемностью 25 т и более / Исаков Э.Н., Харас З.Б., Бабаян Г.А. // Строительные и дорожные машины– 1981. – № 6. – С. 21–23.

8. Методические рекомендации по экспертному обследованию грузоподъемных машин. Часть 2. Краны стреловые самоходные общего назначения и краныманипуляторы грузоподъемные (РД 10112-2-09) / Андреев А.В., Гольцблат Г.Я., Горлов А.Н. и др. – М.: ООО «НИИкраностроения», 2009. – 92 с.

9. Краны грузоподъемные. Статистическая информация о нагруженности элементов. РТМ 24.090.13-76. – М.: ВНИИПТМАШ, 1976. – 21 с.

350

Обеспечение безопасности мобильных кранов за счет новых технологий в области создания телескопических крановых стрел УДК: 621. 873:338.45 Александр БОЙКОВ, эксперт ООО «Триботехнологии» (г. Хабаровск) Владимир ДЕДКОВ, главный инженер ООО СМК ПС «ИТЦПТМ» (г. Хабаровск) Максим МИНИГУЛОВ, директор ООО «Промышленная экспертиза» (г. Хабаровск) Константин ПОЗЫНИЧ, кандидат технических наук, доцент кафедры «Транспортно-технологические системы в строительстве и горном деле» ТОГУ (г. Хабаровск)

Конструкторы постоянно уделяют внимание новым технологиям в области создания телескопических крановых стрел, состоящих из сопрягаемых между собой коробчатых секций и представляющих собой консольную балку переменного сечения и большой длины, нагруженную изгибающими моментами и сжимающей нагрузкой. Поиски профиля сечения, максимально воспринимающего все виды нагрузок, действующих на телескопическую стрелу, позволили сделать существенный рывок в техническом совершенствовании мирового краностроения, обеспечив надежность и безопасность работы мобильных кранов.

О

т конструкции телескопической стрелы (ТС) в основном зависят грузовысотные характеристики мобильных кранов, в связи с чем конструкторы уделяют много внимания новым технологиям в области создания телескопических крановых стрел. Телескопические стрелы получили широкое применение только в середине 60-х годов. В ходе эволюции стрелы приобретали самые разнообразные сечения: прямоугольное, трапецевидное, вытянутое шестигранное и т.д. Телескопические стрелы представляют собой консольные, многосекционные, тонкостенные, сильнодеформируемые сложные конструкции из высокопрочных сталей, имеющие в поперечном сечении замкнутый контур и включающие в себя десятки узлов и деталей. По опубликованным оценкам стоимость ТС составляет от 20 до 50% стоимости грузоподъемного крана, а для тяжелых кранов при грузоподъемности свыше 150–200 т стоимость ТС мо-

жет достигать миллионов долларов. На рисунке 1 представлены результаты проведенной стоимостной оценки составных элементов и узлов современных отечественных автомобильных кранов с многосекционными телескопическими стрелами в большом диапазоне грузоподъемности на примере наиболее распространенных кранов типа «Ивановец», «Галичанин», «Клинцы» и других. Результаты исследований подтвердили данные о том, что базовая часть современных автокранов – несущие металлоконструкции крановой установки – является наиболее дорогостоящей составной частью крана (не считая шасси), ее стоимость составляет более трети стоимости кранов, а в стоимости базовой части наиболее дорогим ее элементом является телескопическая стрела, стоимость которой составляет от 50% стоимости всех несущих металлоконструкций для кранов грузоподъемностью до 20 тонн и до 59…67% для кранов грузоподъемностью 32 … 50 тонн.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Указанное обстоятельство привело к тому, что высокая стоимость тяжелых мобильных кранов позволила сделать экономически выгодным применение сложных технологий производства металлоконструкций ТС с использованием более сложных и дорогостоящих, тонкостенных, разнотолщинных, оптимизированных конструктивных решений из высокопрочных сталей, расчетных моделей и методик расчета ТС. Конструкция стрелы должна удовлетворять следующим требованиям: ■ форма секции стрелы должна быть пригодна для экономически оправданной технологии производства; ■ для уменьшения контактных сил между отдельными телескопическими секциями секции должны быть спроектированы такой формы, чтобы в зонах контакта возникали минимальные дополнительные нагрузки; ■ между секциями стрелы, а также между секциями и скользящими опорами должны быть небольшие зазоры для обеспечения боковой устойчивости и малого угла закручивания; ■ возможность использования с целью снижения веса высокопрочных мелкозернистых сталей с высокой нагрузочной способностью для исключения риска выпучивания (потери местной устойчивости) относительно тонких листов поперечного сечения стрелы. Традиционно в краностроении значительное внимание уделяют снижению массы кранов, и в особенности их стрел. Несущая способность стреловых кранов при больших вылетах лимитируется устойчивостью, а при малых вылетах, главным образом, прочностью

Рис. 1. Стоимостная оценка несущих металлоконструкций (базовой части) и доля стоимости телескопических стрел в стоимости отечественных автокранов 39

40

34

35

Доля стоимости,%

30

34

26 24

25

20

20 15

10

10

20

20

12

5 0

16

20

25 Грузоподъемность, т

32

50

Общая доля стоимости несущих металлоконструкций Доля стоимости телескопических стрел

ных швов и малая устойчивость нижнего пояса, который из-за опасности потери устойчивости выполняется достаточно толстым, недостаточное центрирование секций. Масса типичной коробчатой стрелы прямоугольного сечения – ее недостаток, потому что она ограничивает длину и соответственно подстреловое пространство. Основная нагрузка в плоскости подвеса при подъеме груза приходится на верхний и нижний толстые листы. Боковые листы, которые тоньше, сохраняют форму и работают так же: нижняя половина на сжатие, верхняя – на растяжение. При повороте платформы появляются существенные боковые нагрузки, и точно так же, как нижний и верхний листы, боковые листы работают на изгиб, при этом тонкая стенка может потерять местную устойчивость

стрелы. Рассмотрим конструктивные особенности ТС, наиболее прогрессивные с конструктивной точки зрения сечения (рисунок 2). Для небольших кранов (а в более ранних конструкциях и в достаточно мощных машинах) используется сечение, показанное на рисунке 2,а и являющееся исторически самым первым. В 80-х годах прошлого столетия краностроители пришли к заключению, что традиционное прямоугольное сечение, высота которого больше ширины, применять невыгодно. Влияние поперечных нагрузок приблизило форму этого сечения к квадратной. Недостатками этого сечения являются значительный местный изгиб верхнего пояса, на который опираются ползуны (катки) внутренней секции, интенсивное загружение пояс-

Рис. 2. Схемы сечений телескопических стрел а)

б)

в)

г)

д)

e)

4 3

2

А

II

I

А

120°

А-А

60°

1

ж)

з)

и)

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

351

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы Рис. 3. Многогранное сечение из гнутого профиля Megaform

Рис. 4. Овоидный профиль сечения

а)

б)

и деформироваться. При конструировании коробчатой стрелы одна из основных проблем – это сохранять устойчивость боковой стенки. Для этого было принято решение ставить ребра жесткости, но они увеличивают затраты на изготовление ТС, а также утяжеляют ее. Для обеспечения требуемых рабочих характеристик конструкторы создают некие симбиозы на основе одного из профилей, внося в него те или иные изменения. Например, классический прямоугольный профиль может трансформироваться в трапецию с укороченным верхним или нижним поясом. Причем наклон сторон будет также варьироваться в зависимости от расчетных величин воспринимаемой нагрузки для улучшения устойчивости, и жесткости конструкции. Однако длинных стрел, обладающих небольшой массой, способных нести значительные нагрузки на базе прямоугольного профиля, создать не удалось. Именно относительно высокая собственная масса ТС прямо­угольного сечения и стала препятствием для развития их конструкции. Но отказ от сварного коробчатого профиля – чрезвычайная мера. Коробчатые стрелы еще какое-то время сохранятся на кранах военного назначения. В сравнении с гнутым, коробчатый профиль (а именно – сваренный из четырех полотнищ) проще по конструкции в производстве и в эксплуатации. Его производство не требует крупногабаритного, дорогого, сложного в пуске-наладке оборудования, однако сварочное производ-

352

ство чрезвычайно энергозатратно. Это объясняет, почему, например, ОАО «Автокран» принял решение о применении альтернативной технологии, сделав попытку снизить удельные энергетические затраты и уменьшить зависимость от энергетиков. Именно поэтому конструкторы постоянно шли по пути оптимизации и поиска формы сечения. Так появились другие варианты сечений силовой конструкции стрел. Получило развитие более прогрессивное сечение с закругленными углами (рисунок 2, б), пришедшее на смену четырехгранной сварной конструкции, которое стали выполнять сварным со стыком по нейтральной линии, что позволило перенести продольные сварные швы в менее нагруженную область. В сечении нет консолей, вызывающих изгиб в верхнем поясе, реакции ползунов не отрывают сварные швы верхнего пояса, но нагрузка на ползуны возрастает ввиду их наклонного расположения. Устойчивость нижнего пояса повышается, но рассчитать ее можно только численными методами. На секциях длинных стрел необходимо устанавливать элементы жесткости на стенках, что уменьшает пространство для размещения секций. Как следствие – уменьшение жесткости длинной стрелы. Сечения, показанные на рисунке 2, в-г, при угле изгиба нижнего пояса до 30–35° позволяют уменьшить высоту стенок и применяются в тяжелых мобильных кранах. Они обеспечивают существенное повышение устойчивости нижнего пояса и хорошую центровку секций стрелы, однако требуют установки ребер жесткости или выштамповки элементов жесткости на стенках, что уменьшает пространство для размещения секций и, следовательно, уменьшает жесткость длинных стрел. Ромбическое сечение, показанное на рисунке 2, д, сечение I, образовано коробчатыми поясами, соединенными листами обшивки. Геометрическая неизменяемость конструкции обеспечивается периодически размещенными диафрагмами. По углам диафрагм приварены подушки, отогнутые края которых обхватывают углы коробчатых поясов. Коробчатые пояса, расположенные по углам сечения, обеспечивают хорошую работу стрелы как на продольный изгиб, так и на поперечный изгиб в обеих плоскостях. Новый вариант этого сечения (рисунок 2, д, сечение II) предусматривает регулировку винтами поперечного зазора. Сечение имеет треугольные окна с отогнутыми бортами, что дополнительно уменьшает массу стрелы.

Сечение по рисунку 2, е предусматривает в углах мощные фасонные пояса, воспринимающие усилия сжатия и растяжения. Стенки образованы трапецеидально гофрированными листами толщиной 3–4 мм и воспринимают только поперечные усилия. Это сечение по сравнению с 8-угольными увеличивает массу стрелы (более 40%), но повышает грузоподъемность. Сечение по рисунку 2, ж применяется для получения предварительно напряженного состояния с целью создания деформаций, обратных деформациям от рабочих нагрузок (искривление оси стрелы вверх). На рисунке 2, з показано сечение современных телескопических стрел. Нижняя часть выполнена в виде круга, эллипса или вписанного в эти контуры много­ угольника. Ползун охватывает нижнюю часть секции почти до середины сечения. Применение овальной телескопической стрелы с сечением по рис. 2,з является наиболее оптимальным. Сечение, изображенное на рисунке 2, и, более характерно для телескопических стрел кранов-манипуляторов. В последнее время в дополнение к квазиовальным с сильно скошенными углами 8-гранным стрелам Octag boom, в которых стенки выполнены из гнутых корытообразных листов, получили применение облегченные стрелы многогранного сечения из гнутого профиля Оviform и Megaform (рис. 3), конструкция которых обеспечивает естественное опорное положение для секций стрелы. Широкие опорные подушки обеспечивают идеальную прямолинейность стрелы при ее телескопировании и равномерное распределение веса между секциями. Стрелы оптимизированы при помощи расчетов по методу конечных элементов и использования САD-проектирования, изготавливаются из высокопрочных сталей с пределом прочности не менее 960 Н/мм2. Все это придает конструкциям стрел уникальную изгибную и крутильную жесткость. Грузоподъемность крана при минимальных прогибах стрелы обеспечивается в пределах всей грузовой характеристики как на больших высотах, так и при больших вылетах. Допускается телескопирование стрелы с грузом, масса которого достигает 20–50% от номинальной грузоподъемности. Основную конкуренцию стрелам прямоугольного, трапециевидного, гексагонального, октогонального сечения, сечения со скругленными углами и других профилей составляют стрелы с так называемым U-образным, или овоидным сечением.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Известно, что самая эффективной формой балки считается арка. При арочной форме происходит перераспределение вертикальной нагрузки в радиальную, действующую на сжатие, а не на растяжение, притом по всей поверхности, то есть усилия распределяются на большую площадь. Арка сжимается, а не прогибается и не теряет устойчивость. Поэтому арочная форма более эффективна для повышения устойчивости конструкций крановой стрелы, которая осуществлена в овоидном профиле (рис. 4, а). Для работы металла овоидный профиль формирует благоприятные условия. Отсюда и появляется экономия массы. Так как верхняя часть овоидного профиля действует на растяжение, то верхнюю полку разумно делать широкой (рисунок 4, б). Нижний полукороб – это перевернутая арка. В любом случае боковая поверхность нагружена меньше верхней и нижней, и на нее разумнее будет перенести сварной шов. Место стыка определяют расчетным путем, не произвольно посередине, а в зоне, что менее нагружена. За счет овоидной формы она может выдержать большую нагрузку как боковую при повороте крана, так и в плоскости подвеса, в отличие от коробчатой с такой же площадью сечения. Она более прочная и легкая, можно увели-

чить число ее секций и соответственно увеличить подстреловое пространство и высоту подъема. Что касается круглого сечения, то труба – не самая лучшая форма, так как при повороте крана, а также при переводе гуська в рабочее положение и обратно в транспортное последняя секция стрелы имела бы склонность к кручению. При этом очевидно, что себестоимость овоидного профиля выше любого из рассмотренных. Чтобы создать собственное производство овоидных стрел, отечественным краностроительным предприятиям приходится проводить масштабное техническое и технологическое перевооружение. При технологии производства овоидных стрел применяют пресс с длинным столом и специальной оснасткой, оборудование лазерной резки и средства контроля за размерами и формами габаритных деталей. При высокой стоимости благодаря современному оборудованию предприятие совершает прорыв не только в производительности, но и в технологиях, и в экономической результативности. За счет производительного оборудования с большим ресурсом и передовых технологий себестоимость крана не только сохраняется на прежнем уровне, но может даже снизиться, несмотря на то, что увеличивается стоимость материалов.

Литература 1. Мобильные краны в строительстве / Полосин М.Д., Севериновский М.Л., Кошеленко Г.П. – К.: Будивэльнык, 1989. – 152 с.

2. Selecting the Right Rough – Terrain Crane // Construction Equipment/ – 1992. – 85, № 4, р. 69–70.

3. Соколов С. А. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин. – СПб.: Политехника, 2005. – 423 с.

4. Андриенко Н. Н. Стреловые самоходные краны. – Одесса: Астропринт, 2001. – 712 с.

5. Повышение несущей способности стреловых самоходных кранов за счет уменьшения массы стрелы / Андриенко Н.Н., Волчек Н.В., Хасилев В.Л. // Строительные и дорожные машины. – 1987. – № 5. – С. 10–11.

6. New design for telexopic boom cranes // Heavy Duty Equipment Manager Maintenance.

– 1981, 9, № 6, р. 24–27.

7. Безопасность стреловых самоходных кранов: Научно-практическое пособие / Н.Н. Андриенко, В.Л. Корень, П.И. Пошкурлат. – Одесса: Астропринт, 2008. – 144 с.

8. Современным стреловым кранам – современные материалы / Котельников В.С., Анисимов В.С., Зарецкий А.А. // Безопасность труда в промышленности. – 2003. – № 3. – С. 33–37.

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

353

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Особенности конструкции башенного крана МВ 1645 Р.II Николай ЯЦЕНКО, эксперт ООО ЦЭ «Техносервис и контроль» Иван МАРЧЕНКО, эксперт ООО ЦЭ «Техносервис и контроль» Георгий ЛАУК, инженер-обследователь ООО ЦЭ «Техносервис и контроль» Сергей ШКУРАТОВ, инженер-обследователь ООО ЦЭ «Техносервис и контроль» Сергей КАТЦИН, директор ООО ЦЭ «Техносервис и контроль»

В статье рассматриваются особенности конструкции и основные дефекты башенного крана МВ 1645 Р.II.

С

1985 года в Россию для лесной промышленности было поставлено более 800 башенных кранов МВ 1645 Р.II ВИТКОВИЦЕ Мостарень Брезно, предприятие концерна Брезно (Чехословакия). Башенный кран МВ 1645 Р.II не смог максимально проявить свои преимущества при эксплуатации на российских предприятиях по следующим причинам: ■ недостаточная, переменная от вылета крюка грузоподъемность – г/п 10 тонн при вылете стрелы до 15 м, 4,6 тонны при вылете до 30 м (для сравнения КБ572 – г/п 10 тонн на всем вылете до 30 м; БКСМ – г/п 5 тонн на всем вылете до 30 м); ■ отсутствие оригинальных запчастей (гидромуфта тормоза, упругая втулочнопальцевая муфта, моментный выключатель перегрузки, конический редуктор механизма передвижения грузовой тележки, орган управления DR 80, вантовые тяги стрел); ■ наличие болтового соединения портала с промежуточным узлом подшипника ОПУ, состоящее из 4 шпилек М 521,5, которые необходимо затягивать моментом 3600 Нм. Также, согласно руководству по эксплуатации, шпильки М52 1,5 необходимо после 5 и 9 лет менять на новые. Вышеперечисленные отрицательные факторы не смогли не повлиять на аварийность, связанную с башенными кранами МВ 1645 Р.II – имели место случаи аварий со смертельным исходом. В 2003 и 2004 годах Госгортехнадзор России выпустил информационные письма № 1201/617 от 2 июля 2003 года, № 03.12/141 от 9 августа 2004 года, в которых пред-

354

лагалось запретить эксплуатацию башенных кранов МВ 1645 Р.II в организациях, не имеющих специального инструмента для создания регламентированного заводом-изготовителем усилия затяжки болтового соединения портала с промежуточным узлом подшипника ОПУ, и в организациях-владельцах, в которых не выполнено требование завода-изготовителя в части замены шпилек М52 1,5 после 5 и 9 лет эксплуатации крана.

скому, технологическому и атомному надзору), краны этой марки встречаются как на небольших, так и на крупных предприятиях Сибирского региона. В результате обслуживающий персонал данных кранов вынужден решать проблемы, связанные с их эксплуатацией, ремонтом, обслуживанием. Предприятиямвладельцам кранов МВ 1645 Р.II необходимо выработать решение по выполнению требований завода-изготовителя крана (замене шпилек М 52 1,5 через 5 и 9 лет эксплуатации), проведению капитально-восстановительного ремонта, должно быть предусмотрено устройство для создания регламентированного заводом-изготовителем усилия затяжки шпилек. Должен быть организован регулярный контроль состояния болтового соединения портала с промежуточным узлом подшипника ОПУ, в том числе должен проводиться ультразвуковой контроль основного металла шпилек, а также визуально-измерительный контроль состояния резьбовой части шпилек. Нагрузка на кран должна быть мак-

В настоящее время большинство кранов МВ 1645 Р.II утилизировано, но, несмотря на ряд информационноорганизационных мер, предпринятых Ростехнадзором России, краны этой марки встречаются как на небольших, так и на крупных предприятиях Сибирского региона Следует отметить и ряд конструкторских решений, примененных МВ 1645 Р.II: ■ применение упругой втулочнопальцевой муфты в механизмах способствовало плавности движений при передаче крутящего момента; ■ применение редукторов механизмов передвижения крана с подогреваемыми тэнами (актуальное решение для регионов с холодным климатом); ■ использование сетчатых металлических настилов. В настоящее время большинство кранов МВ 1645 Р.II утилизировано, но, несмотря на ряд информационно-организационных мер, предпринятых Ростехнадзором России (Федеральная служба по экологиче-

симально уменьшена, а устройства безо­ пасности (в том числе ограничитель грузоподъемности) должны быть всегда в исправном состоянии. Литература 1. Петухов П.З. «Ремонт и модернизация кранов машиностроительных заводов», 1972 г.

2. Концевой Е.М., Розенштейн Б.М. Ремонт крановых металлоконструкций. – М. Машиностроение, 1979.

3. Альперович А.И., Епифанов С.П. Башенный кран. Москва, Стройиздат, 1984.

4. Голенищев А.В., Щевелев Ю.С. Грузоподъемные краны лесопромышленных предприятий. УралНИИЛП, 2006.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

Фасадные подъемники Николай ЯЦЕНКО, эксперт ООО ЦЭ «Техносервис и контроль» Иван МАРЧЕНКО, эксперт ООО ЦЭ «Техносервис и контроль» Георгий ЛАУК, инженер-обследователь ООО ЦЭ «Техносервис и контроль» Сергей ШКУРАТОВ, инженер-обследователь ООО ЦЭ «Техносервис и контроль» Сергей КАТЦИН, директор ООО ЦЭ «Техносервис и контроль»

В статье рассматриваются особенности фасадных подъемников.

В

последние годы во многих российских городах наблюдается увеличение объема строительства готового жилья. Такая тенденция влечет за собой необходимость в применении фасадных подъемников для строительно-монтажных и отделочных работ фасадов зданий. Характеризуя производителей отечественных подъемников, надо отметить основной показатель – надежность, Подъемники обладают большим запасом прочности основных элементов конструкции и узлов. Основные расчетные элементы фасадных подъемников (консоли), выпущенных заводами ОАО «Строймаш» (г. Саратов), выполнены из двутавровых балок, подъемников, выпущенных ЗАО «Тверской экспериментально-механический завод» (г. Тверь) – из балок коробчатого сечения (120605 мм). Отечественные подъемники оснащаются подъемными и предохранительными канатами с большим запасом прочности 11,5. Имея многолетний опыт проведения экспертизы промышленной безопасности отечественных фасадных подъемников, спе-

циалисты ООО ЦЭ «Техносервис и контроль» могут утверждать, что не было выявлено ни одного случая деформации несущей конструкции–консолей вследствие динамических нагрузок при эксплуатации. Зарубежные фасадные подъемники представлены в основном производителями из КНР –ZLP, ZLD, NORDBERG. Преимущества иностранных моделей – большая грузоподъемность (500 кг, 630 кг, 800 кг), увеличенный вылет консоли (до 1,65 м), облегченный общий вес конструкции (860 кг), легкость и удобство монтажа. Но их главное преимущество – значительно меньшая стоимость перед российскими аналогами. По итогам анализа результатов многочисленных экспертиз промышленной безопасности ПТО можно утверждать, что необходимо проводить тщательную проверку наличия в конструкции отдельных узлов, влияющих на безопасную эксплуатацию. Следует изучать конструкцию подъемников, металлоконструкции основных и базовых элементов, а также канаты оттяжки.

Рис. 1. Фасадный канатный двухподвесной подъемник ZLD 63: 1 – подъемный канат; 2 – канат оттяжки; 3 – ролик; 4 – передняя штанга; 5 – задняя опора; 6 – кронштейн оттяжки; 7 – передняя опора 5

2

7

3

4

6

1

ТехНАДЗОР № 12 (109), декабрь 2015 www.tnadzor.ru

В конструкции фасадных подъемников китайского производства используется 3 вида канатов: подъемный, предохранительный (запас прочности 8,98), канат оттяжки (запас прочности 3,3). Рассмотрим канат оттяжки (поз. 2) – канат, соединяющий конец передней штанги консоли (поз.4) и заднюю опору (поз. 5), проходящий через верхний блок (поз. 3) на передней опоре (поз. 7). В действительности двухподвесная люлька подвешивается на подъемных канатах (поз. 1) только до передней части консоли подъемника, а горизонтальная, профильная, передняя штанга не может удерживать вес груза и люльки без должного натяжения каната оттяжки посредством талрепа. В случае ослабления натяжения, обрыва каната оттяжки, отсутствие контроля над величиной вылета передней штанги консоли – труба (48080 мм) потеряет общую прочность конструкции, предел текучести металла превысит максимальное значение, что приведет к неизбежному разрушению конструкции. Также слишком мал диаметр верхнего блока (поз. 3) на передней опоре, через который проходит канат оттяжки. Для предотвращения аварий эксплуатирующим предприятиям следует усилить контроль над натяжением каната оттяжки регулировкой талрепа, обеспечить монтаж подъемников строго в соответствии с паспортом и инструкцией по эксплуатации. Сравнивая фасадные подъемники отечественных производителей и зарубежных аналогов, можно сделать вывод о том, что продукция российских производителей отличается надежностью, безопасностью и долговечностью, и именно эти характеристики должны быть основными критериями выбора подъемника. Литература 1. Галиченко А.Н., Гехт А.Х. «Строительные подъемники». Высшая школа. Москва.

2. Гехт А.Х. «Справочник машиниста строительных подъемников». Высшая школа. Москва.

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъемные сооружения» (утверждены приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 12 ноября 2013 года № 533).

355

Экспертное сообщество ■ н аучные подходы

Башенный лесопогрузчик КБ-572 Николай ЯЦЕНКО, эксперт ООО ЦЭ «Техносервис и контроль» Иван МАРЧЕНКО, эксперт ООО ЦЭ «Техносервис и контроль» Георгий ЛАУК, инженер-обследователь ООО ЦЭ «Техносервис и контроль» Сергей ШКУРАТОВ, инженер-обследователь ООО ЦЭ «Техносервис и контроль» Сергей КАТЦИН, директор ООО ЦЭ «Техносервис и контроль»

Статья предназначена для технических специалистов, проводящих экспертизу промышленной безопасности башенных кранов лесопогрузчиков, специалистов, осуществляющих эксплуатацию и обслуживание кранов КБ-572.

К

ран башенный КБ-572 выпускался в 80-х годах Пермским машиностроительным заводом «Коммунар», в 90-х годах – Никопольским краностроительным заводом им. В.И. Ленина. КБ-572 до сих пор является наиболее распространенным и востребованным краном, применяемым на предприятиях лесной промышленности. Несмотря на письмо Госгортехнадзора России № 12-1/669 от 30 июня 2000 года, ограничивающее срок эксплуатации кранов данного типа до 15 лет при условии выполнения требований РРД-22-28 КБ-572-99, снижения грузового момента в зависимости от технического состояния и запрещающее эксплуатацию кранов-лесопогрузчиков после отработки свыше 19 лет. Учитывая многолетний опыт обследования КБ-572, можно выделить основные дефекты металлоконструкции, встре-

чающиеся при проведении экспертизы промышленной безопасности кранов данного типа: ■ трещины в сварных соединениях наружных стенок рамы ходовых тележек, в месте приварки втулки оси шкворня; ■ трещины в сварных соединениях трубчатых элементов четырехгранной фермы башни, в элементах стрелы балочного типа, в элементах консоли противовеса; ■ ослабление болтовых соединений: портала с башней, башни с кольцевой неповоротной рамой, оголовка, которые приводят к возникновению люфтов, раскачки конструкции, в совокупности с знакопеременной нагрузкой способствуют развитию трещин в сварных соединениях; ■ трещины в сварных соединениях наружных листов обечайки рамы с верх-

Рис. 1. Разрушение роликов катания ОПУ

Рис. 2. Отрыв резьбовой части высокопрочных болтов крепления поворотной рамы к неповоротной раме

356

ним, нижним листом кольцевой неповоротной рамы; ■ износ, задиры дорожек катания полуобойм ОПУ, трещины, сколы цилиндрических роликов ОПУ, как следствие – увеличение люфта, заклинивания ОПУ; ■ отрыв резьбовой части высокопрочных болтов крепления опоры поворотной к кольцевой неповоротной раме. Причины возникновения описанных дефектов: ■ неисправность подкранового пути. Учитывая максимальный вылет крюка 30 м с грузом 10 тонн, отклонения крановых путей в поперечном сечении, разность высотных отметок кранового пути создают предельные нагрузки на ОПУ, кольцевую неповоротную раму; ■ отсутствие или неисправность ограничителя грузоподъемности крана и, как следствие, превышение допустимой грузоподъемности; ■ отсутствие надлежащего контроля со стороны обслуживающего персонала крана, несвоевременное выполнение осмотров и ремонтов крана, крановых путей. Учитывая все изложенное, владельцам подъемных сооружений необходимо усилить контроль описанных узлов крана, создать службу контроля и разработать нормативные документы для определения требований к функционированию этой службы. Данные меры позволят избежать демонтажа и дорогостоящего ремонта конструкций крана КБ-572, а также обезопасят персонал от возможности причинения вреда жизни и здоровью. Литература 1. КБ-572 00 00 000 ТО «Техническое описание и руководство по эксплуатации лесопогрузчика башенного типа КБ-572».

2. Петухов П.З. «Ремонт и модернизация кранов машиностроительных заводов», 1972 г.

3. Концевой Е.М., Розенштейн Б.М. Ремонт крановых металлоконструкций. – М. Машиностроение, 1979.

4. Альперович А.И., Епифанов С.П. Башенный кран. Москва, Стройиздат, 1984.

5. Голенищев А.В., Щевелев Ю.С. Грузоподъемные краны лесопромышленных предприятий. УралНИИЛП, 2006.

Информационно-консультативное издание по промышленной и экологической безопасности

ПОДПИСНАЯ КАМПАНИЯ–2016 Наши журналы – Ваш инструмент безопасности ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАДЗОР

№ 4 (12) 2013

³ÂÊÏÍ ] »À ]

®Â¿ÂÍË ¤½Ì½Á ]

¡½ÈÙÊÅÆ ËÎÏËÇ ] ®Å¾ÅÍÙ ] °Í½È ]

¬ÍÅ¿ËÈÃÙÂ

«®°¡ ­®¯ ¢ªª¸¦ ª ¡¤«­

ÎÂÊÏܾÍÙ ÀËÁ

Информационно-аналитическое издание

ËÁ ÚÇËÈËÀÅÅ ¿ ­ËÎÎÅÅ ËÌÍËÎØ Ë¾ÂÎÌÂÔÂÊÅÜ ÚÇËÈËÀÅÔÂÎÇËÆ ¾ÂÄË̽ÎÊËÎÏŠʽÕÂÆ ÎÏͽÊØ ËÎϽÛÏÎÜ ÌËÎÏËÜÊÊØÉ ÌÍÅËÍÅÏÂÏËÉ ÀËÎÐÁ½ÍÎÏ¿ÂÊÊËÆ ÌËÈÅÏÅÇÅ ª½ ĽÎÂÁ½ÊÅÅ ®Ë¿ÂϽ ¾ÂÄË̽ÎÊËÎÏÅ ÌËοÜÖÂÊÊËÉ Ë¾ÂÎÌÂÔÂÊÅÛ Ê½ÓÅËʽÈÙÊËÆ ¾ÂÄË̽ÎÊËÎÏÅ ¿ ÎÑÂÍ ËÒͽÊØ ËÇÍÐýÛÖÂÆ ÎÍÂÁØ Å ÌÍÅÍËÁËÌËÈÙÄË¿½ÊÅÜ È½ÁÅÉÅÍ ¬°¯¥ª ÌËÍÐÔÅÈ ÐÎÇËÍÅÏÙ ÌÍÅÊÜÏÅ ÎÏͽÏÂÀÅÅ ÚÇËÈËÀÅÔÂÎÇËÆ ¾ÂÄË̽ÎÊËÎÏÅ

ÈÂÇνÊÁÍ ª« § ÉÅÊÅÎÏÍ ÚÊÂÍÀÂÏÅÇÅ ­ËÎÎÅÆÎÇËÆ ±ÂÁÂͽÓÅÅ

ª½Õ½ ÎÏͽʽ À½Í½ÊÏÅÍÐÂÏ ÀÈ˾½ÈÙÊÐÛ ÚÊÂÍÀÂÏÅÔÂÎÇÐÛ ¾ÂÄË̽ÎÊËÎÏÙ

А также: ®ÌÂÓŽÈÙÊ½Ü ËÓÂÊǽ ÐÎÈË¿ÅÆ ÏÍÐÁ½

¯Í½ÊÎÌËÍÏÊØ ÇËÍÅÁËÍØ ­ËÎÎÅÅ

ÅÄÊÂÎ ¿ ­ËÎÎÅÅ ÎÈËÃÊË ÅÈÅ ¿ËÄÉËÃÊË

®ÏÍ

®ÏÍ

®ÏÍ

Журнал «Государственный надзор» Объем от 80 полос. Периодичность 1 раз в 3 месяца. Годовая подписка – 4 000 рублей. В каждом номере журнала: практическая работа надзорных ведомств; механизмы взаимодействия государства с поднадзорными предприятиями; консультации специалистов различных надзорных органов.

Î

Журнал «ТехНАДЗОР»

Журнал «ЭНЕРГОНАДЗОР»

Объем от 80 полос. Ежемесячно. Годовая подписка – 4 920 рублей.

Объем от 40 полос. Ежемесячно. Годовая подписка – 2 970 рублей.

В каждом номере журнала: обзор законодательства в области ПБ; выступления руководителей Центрального аппарата и территориальных органов Ростехнадзора; актуальные разъяснения требований ПБ по различным видам надзора; анализ наиболее показательных аварий; опыт ведущих промышленных предприятий; консультации специалистов Ростехнадзора.

В каждом номере журнала: взаимодействие с Ростехнадзором; требования законодательства; технологии и оборудование; взаимодействие с сетевыми организациями; энергосбережение и энергоаудит; обмен опытом, подготовка персонала.

ЕСТЬ ВОПРОСЫ?

Сборник информационноконсультативных материалов «РЕГЛАМЕНТ» Объем от 80 полос. Периодичность 1 раз в 2 месяца. Годовая подписка – 1 620 рублей. В каждом номере сборника: нормативноправовые документы, регламентирующие деятельность в сфере промышленной, экологической, пожарной и энергетической безопасности, охраны труда; информация об авариях и несчастных случаях, результаты проверок; аналитика, экспертные оценки, консультации; административная практика.

Специалисты отдела подписки компетентно и оперативно ответят Вам:

8-343-253-89-89, 8-967-633-95-70, 8-965-545-90-11 INFO@TNADZOR.RU

ОФОРМИТЕ ПОДПИСКУ СЕЙЧАС И ВЕДИТЕ БИЗНЕС БЕЗ ОПАСНОСТИ ВЕСЬ ГОД!