Помощь студентам в учебе
Анализ и совершенствование методов контроля технического состояния сосудов и резервуаров на предприятиях химической промышленности (на примере ООО «Тольяттикаучук»)
|
Введение 4
Термины и определения 8
Перечень сокращений и обозначений 9
Глава 1 Информационно-аналитический обзор нормативно - правовой литературы и методов контроля технического состояния оборудования 10
1.1 Законодательная, информационная, нормативно-правовая
литература и требования, предъявляемые к контролю технического состояния сосудов и резервуаров 10
1.2 Метод контроля - капиллярный 14
1.3 Магнитный контроль 15
1.4 Метод акустического контроля 17
1.5 Метод рентгенографического контроля 21
1.6 Основные виды дефектов, оказывающих негативный эффект на
техническое состояние сосудов и резервуаров 23
Глава 2 Анализ современных методов и приборов диагностирования оборудования в ООО «Тольяттикаучук» 32
2.1 Общее описание оборудования и применяемых
методов контроля 32
2.2 Капиллярная дефектоскопия 35
2.3 Гидравлический (пневматический) контроль 38
2.4 Ультразвуковая дефектоскопия и толщинометрия 39
2.5 Рентгенографическая дефектоскопия 46
Глава 3 Совершенствование рентгенографического метода контроля технического состояния сосудов и резервуаров в ООО «Тольяттикаучук» ... 57
3.1 Анализ основных дефектов рентгенографической пленки 57
3.2 Совершенствование качества метода рентгенографического
контроля при помощи оцифровки пленок 63
3.3 Сканеры. Общая информация 65
3.4 Математическая модель оцифровки рентгенографических
снимков 66
3.5 Способ цифровой рентгенографии с использованием
«фосфорных» пластин 70
3.6 Оцифровка радиографических пленок 76
3.7 Выводы о внедрении оцифровки в методику радиографического
контроля технического состояния оборудования 82
3.8 Оценка возможностей и перспектив по принципам
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 83
3.9 Оценка эффективности исследования 86
Заключение 91
Список используемой литературы 94
Термины и определения 8
Перечень сокращений и обозначений 9
Глава 1 Информационно-аналитический обзор нормативно - правовой литературы и методов контроля технического состояния оборудования 10
1.1 Законодательная, информационная, нормативно-правовая
литература и требования, предъявляемые к контролю технического состояния сосудов и резервуаров 10
1.2 Метод контроля - капиллярный 14
1.3 Магнитный контроль 15
1.4 Метод акустического контроля 17
1.5 Метод рентгенографического контроля 21
1.6 Основные виды дефектов, оказывающих негативный эффект на
техническое состояние сосудов и резервуаров 23
Глава 2 Анализ современных методов и приборов диагностирования оборудования в ООО «Тольяттикаучук» 32
2.1 Общее описание оборудования и применяемых
методов контроля 32
2.2 Капиллярная дефектоскопия 35
2.3 Гидравлический (пневматический) контроль 38
2.4 Ультразвуковая дефектоскопия и толщинометрия 39
2.5 Рентгенографическая дефектоскопия 46
Глава 3 Совершенствование рентгенографического метода контроля технического состояния сосудов и резервуаров в ООО «Тольяттикаучук» ... 57
3.1 Анализ основных дефектов рентгенографической пленки 57
3.2 Совершенствование качества метода рентгенографического
контроля при помощи оцифровки пленок 63
3.3 Сканеры. Общая информация 65
3.4 Математическая модель оцифровки рентгенографических
снимков 66
3.5 Способ цифровой рентгенографии с использованием
«фосфорных» пластин 70
3.6 Оцифровка радиографических пленок 76
3.7 Выводы о внедрении оцифровки в методику радиографического
контроля технического состояния оборудования 82
3.8 Оценка возможностей и перспектив по принципам
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 83
3.9 Оценка эффективности исследования 86
Заключение 91
Список используемой литературы 94
Производственный контроль за безопасной и эффективной эксплуатацией сосудов и резервуаров проводится согласно требованиям нормативно-технической документации с привлечением аккредитованной лаборатории (применяются методы неразрушающего и разрушающего контроля с применением различных приборов). Однако современные методы диагностики не всегда гарантируют выявления дефектов.
Актуальность настоящего исследования заключается в том, что на сегодняшний день встаёт острый вопрос по пересмотру прежних методов контроля за эффективной и безопасной эксплуатацией оборудования. Это связано с тем, что в эксплуатации находится большое количество сосудов и резервуаров, отработавших свой проектный срок. С каждым годом оборудование устаревает и вероятность появления дефектов неуклонно растет. Неточность оценки металла оборудования, а также металла сварных швов может привести к немалым денежным расходам.
Вместе с тем применение современных приборов, которые сканируют 100% сосудов и резервуаров, на сегодняшний день неэффективно и дорого для небольших производств. Поэтому актуальным становится решение компромиссной задачи усовершенствования методов контроля технического состояния оборудования, позволяющей, с одной стороны - минимизировать материальные и финансовые затраты, а с другой стороны - обеспечить высокую объективность и качество проведения диагностических работ.
Исходя из вышеуказанного, можно сделать вывод, что тема исследования «Анализ и совершенствование методов контроля технического состояния сосудов и резервуаров на предприятиях химической промышленности (на примере ООО «Тольяттикаучук»)» является актуальной и сосредоточена на улучшении выявления дефектов технологического оборудования предприятия.
Объектом исследования данной работы служат методы и средства контроля определения технического состояния сосудов и резервуаров.
Предмет исследования представляет собой рентгенографический метод контроля.
Цель исследования - анализ информации по современным методам контроля, а также разработка усовершенствованных организационно- технических мероприятий для улучшения выявляемости дефектов для более безопасной эксплуатации оборудования на тольяттинской промышленной площадке.
Гипотеза исследования состоит в том, что количество выявляемых скрытых дефектов в оборудовании увеличится, если будут внедрены мероприятия по совершенствованию методов диагностирования брака.
Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- рассмотреть и провести анализ нормативно-правовой и технической литературы, регулирующей и регламентирующей деятельность в современных способах и методах контроля сосудов и резервуаров;
- провести информационно-аналитический обзор известных методов и средств контроля технического состояния оборудования;
- рассмотреть имеющуюся на предприятии технику диагностического контроля, её аналоги и прототипы;
- разработать техническое решение улучшения методов контроля технического состояния сосудов и резервуаров;
- исследовать и проанализировать положительный эффект, достигаемый применением разработанного технического решения.
Теоретико-методологическую основу исследования составили актуальная нормативно-правовая документация, научные труды авторов, опубликованные в открытых источниках, в частности, периодические издания, патентные разработки, расположенные в электронном доступе по адресуhttp://www.freepatent.ru.
специализированная литература по методам контроля и техническим устройствам, применяемым при диагностике оборудования.
Методы исследования: аналитический (анализ литературы и документации по теме исследования), наблюдение и обобщение эмпирического материала (изучение методов диагностического контроля оборудования, проведение экспериментов).
Опытно-экспериментальная база исследования - лаборатория неразрушающего контроля в ООО «Тольяттикаучук».
Научная новизна исследования заключается в разработке организационно-технического мероприятия, позволяющего более качественно выявлять дефекты технического состояния сосудов и резервуаров на химическом предприятии.
Теоретическая значимость исследования. Разработано дополнительное усовершенствованное техническое мероприятие, которое позволяет повысить качество методов контроля технического состояния сосудов и резервуаров путем более тщательного выявления дефектов при диагностике оборудования, обеспечивая безопасную работу обслуживающего персонала, сохраняя окружающую среду, а также позволяя сохранить материальные ресурсы предприятия.
Практическая значимость исследования заключается в проведении испытаний внедряемого метода контроля дефектов оборудования, которые подтверждают эффективность внедряемого метода. Данное разработанное организационно-техническое мероприятие рекомендовано к внедрению в эксплуатацию в лаборатории неразрушающего контроля службы технического надзора, управления надежностью и диагностики в ООО «Тольяттикаучук».
Достоверность полученных результатов в данном диссертационном исследовании основывается на соответствии предложенного мероприятия по совершенствованию метода технического контроля оборудования актуальным нормативно-правовым стандартам Российской Федерации.
Личное участие автора.
По теме диссертации опубликована одна научная работа:
- Калинкин Д.В. Современные методы технического диагностирования сосудов и резервуаров на химическом производстве [Текст] / Д.В. Калинкин // Научно-практический электронный журнал «Аллея Науки». 2019. № 4(31). С. 787-790. ISSN 2587-6244.
Апробация результатов работы. Результаты исследования опубликованы в научно-практическом электронном журнале «Аллея Науки». В диссертации был рассчитан положительный эффект от совершенствования метода контроля и даны рекомендации по применению данного способа диагностики в лаборатории неразрушающего контроля.
Положения, выносимые на защиту:
- результаты проведенного анализа нормативно-правовой
документации и технической литературы, которая регулирует и регламентирует деятельность в современных способах и методах контроля сосудов и резервуаров;
- результаты проведенного информационно-аналитического обзора существующих методов и средств контроля технического состояния оборудования;
- рассмотренные средства диагностики оборудования, её аналогов и прототипов;
- предложенное техническое решение совершенствования метода контроля технического состояния сосудов и резервуаров;
- выявленный положительный эффект, достигнутый при помощи внедрённого технического решения.
Структура диссертационного исследования включает в себя введение, три главы, заключение, список используемой литературы. Объем работы составляет 99 страниц, текст иллюстрирован 13 таблицами, 45 рисунками.
Актуальность настоящего исследования заключается в том, что на сегодняшний день встаёт острый вопрос по пересмотру прежних методов контроля за эффективной и безопасной эксплуатацией оборудования. Это связано с тем, что в эксплуатации находится большое количество сосудов и резервуаров, отработавших свой проектный срок. С каждым годом оборудование устаревает и вероятность появления дефектов неуклонно растет. Неточность оценки металла оборудования, а также металла сварных швов может привести к немалым денежным расходам.
Вместе с тем применение современных приборов, которые сканируют 100% сосудов и резервуаров, на сегодняшний день неэффективно и дорого для небольших производств. Поэтому актуальным становится решение компромиссной задачи усовершенствования методов контроля технического состояния оборудования, позволяющей, с одной стороны - минимизировать материальные и финансовые затраты, а с другой стороны - обеспечить высокую объективность и качество проведения диагностических работ.
Исходя из вышеуказанного, можно сделать вывод, что тема исследования «Анализ и совершенствование методов контроля технического состояния сосудов и резервуаров на предприятиях химической промышленности (на примере ООО «Тольяттикаучук»)» является актуальной и сосредоточена на улучшении выявления дефектов технологического оборудования предприятия.
Объектом исследования данной работы служат методы и средства контроля определения технического состояния сосудов и резервуаров.
Предмет исследования представляет собой рентгенографический метод контроля.
Цель исследования - анализ информации по современным методам контроля, а также разработка усовершенствованных организационно- технических мероприятий для улучшения выявляемости дефектов для более безопасной эксплуатации оборудования на тольяттинской промышленной площадке.
Гипотеза исследования состоит в том, что количество выявляемых скрытых дефектов в оборудовании увеличится, если будут внедрены мероприятия по совершенствованию методов диагностирования брака.
Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- рассмотреть и провести анализ нормативно-правовой и технической литературы, регулирующей и регламентирующей деятельность в современных способах и методах контроля сосудов и резервуаров;
- провести информационно-аналитический обзор известных методов и средств контроля технического состояния оборудования;
- рассмотреть имеющуюся на предприятии технику диагностического контроля, её аналоги и прототипы;
- разработать техническое решение улучшения методов контроля технического состояния сосудов и резервуаров;
- исследовать и проанализировать положительный эффект, достигаемый применением разработанного технического решения.
Теоретико-методологическую основу исследования составили актуальная нормативно-правовая документация, научные труды авторов, опубликованные в открытых источниках, в частности, периодические издания, патентные разработки, расположенные в электронном доступе по адресуhttp://www.freepatent.ru.
специализированная литература по методам контроля и техническим устройствам, применяемым при диагностике оборудования.
Методы исследования: аналитический (анализ литературы и документации по теме исследования), наблюдение и обобщение эмпирического материала (изучение методов диагностического контроля оборудования, проведение экспериментов).
Опытно-экспериментальная база исследования - лаборатория неразрушающего контроля в ООО «Тольяттикаучук».
Научная новизна исследования заключается в разработке организационно-технического мероприятия, позволяющего более качественно выявлять дефекты технического состояния сосудов и резервуаров на химическом предприятии.
Теоретическая значимость исследования. Разработано дополнительное усовершенствованное техническое мероприятие, которое позволяет повысить качество методов контроля технического состояния сосудов и резервуаров путем более тщательного выявления дефектов при диагностике оборудования, обеспечивая безопасную работу обслуживающего персонала, сохраняя окружающую среду, а также позволяя сохранить материальные ресурсы предприятия.
Практическая значимость исследования заключается в проведении испытаний внедряемого метода контроля дефектов оборудования, которые подтверждают эффективность внедряемого метода. Данное разработанное организационно-техническое мероприятие рекомендовано к внедрению в эксплуатацию в лаборатории неразрушающего контроля службы технического надзора, управления надежностью и диагностики в ООО «Тольяттикаучук».
Достоверность полученных результатов в данном диссертационном исследовании основывается на соответствии предложенного мероприятия по совершенствованию метода технического контроля оборудования актуальным нормативно-правовым стандартам Российской Федерации.
Личное участие автора.
По теме диссертации опубликована одна научная работа:
- Калинкин Д.В. Современные методы технического диагностирования сосудов и резервуаров на химическом производстве [Текст] / Д.В. Калинкин // Научно-практический электронный журнал «Аллея Науки». 2019. № 4(31). С. 787-790. ISSN 2587-6244.
Апробация результатов работы. Результаты исследования опубликованы в научно-практическом электронном журнале «Аллея Науки». В диссертации был рассчитан положительный эффект от совершенствования метода контроля и даны рекомендации по применению данного способа диагностики в лаборатории неразрушающего контроля.
Положения, выносимые на защиту:
- результаты проведенного анализа нормативно-правовой
документации и технической литературы, которая регулирует и регламентирует деятельность в современных способах и методах контроля сосудов и резервуаров;
- результаты проведенного информационно-аналитического обзора существующих методов и средств контроля технического состояния оборудования;
- рассмотренные средства диагностики оборудования, её аналогов и прототипов;
- предложенное техническое решение совершенствования метода контроля технического состояния сосудов и резервуаров;
- выявленный положительный эффект, достигнутый при помощи внедрённого технического решения.
Структура диссертационного исследования включает в себя введение, три главы, заключение, список используемой литературы. Объем работы составляет 99 страниц, текст иллюстрирован 13 таблицами, 45 рисунками.
В данной диссертации была проведена работа по анализу действующих нормативно-правовых документов и законов, регламентирующих порядок работы методов неразрушающего контроля для диагностики технического состояния сосудов и резервуаров на примере тольяттинской промышленной площадки.
В диссертационной работе проведён анализ классификациям видов неразрушающего контроля, проводимых сосудам и резервуарам на предприятиях нефтехимической промышленности. Рассмотрены основные требования по эксплуатации методов НК. Рассмотрена история их возникновения, изучены авторы данных открытий. Проведен аналитический разбор по оцениванию выявляемости дефектов в металлах различными видами диагностирования. Проанализированы часто встречаемые виды дефектов в оборудовании, в частности, в сварных соединениях технических устройств. Брак данного оборудования способен привести к негативным последствиям как для сосудов, резервуаров, так и для человеческих жизней.
Проведен разбор типовых видов сосудов и резервуаров в ООО «Тольяттикаучук», которые задействованы в работе технологических установок. Описаны возможные негативные последствия от разгерметизации технических устройств, причинами которых могут быть дефекты в сварных соединениях, а также в основном металле. Проведен анализ для таких методов контроля, как капиллярная дефектоскопия, рентгенографический контроль, ультразвуковой контроль и гидравлические (пневматические) испытания. Их выбор обосновывается на том, что вышеуказанные способы диагностирования наиболее часто применяются на тольяттинской промышленной площадке. Показаны принципы действия каждого из методов НК. Продемонстрированы их сильные и слабы стороны. Обоснован выбор каждого метода в конкретном случае при эксплуатации оборудования. Разобраны технические устройства-дефектоскопы, которые находятся в распоряжении лаборатории неразрушающего контроля ООО «Тольяттикаучук». Также продемонстрированы результаты работы каждого из методов.
Анализ методов диагностирования технического состояния сосудов и резервуаров показал, что самым часто используемым и удобным является метод рентгенографического контроля. Он чаще всего задействован при ремонтах технических устройств. В процентном соотношении это значение равняется 32% по всей площадке.
Анализ недостатков метода РК показал затруднения при расшифровке большого количества рентгеновской плёнки, а также при недостаточной видимости дефектов на снимках. Это может происходить как из-за человеческого фактора, вследствие усталости глаз дефектоскопистов, так и из-за недостаточной резкости снимка, которая не выявляется при расшифровке.
В диссертационном исследовании проанализированы наиболее встречаемые дефекты при просвечивании сварных соединений в рамках контроля технического состояния оборудования. Рассмотрены условия, при которых этот брак возникает при контроле данным методом.
На основе анализа от недостатков используемого метода РК в ЛНК нами было предложено внедрение мероприятия по совершенствованию данного способа диагностирования. Был предложен способ оцифровывания рентгеновских плёнок для упрощения выявления дефектных сварных швов.
Были рассмотрены основные требования к сканирующему оборудованию, их характеристикам и параметрам. Была представлена математическая модель перевода пленок в цифровой формат. Проанализированы способы «фосфорных» запоминающих пластин, способ цифровизации при помощи сканирующих устройств, а также при помощи фотоаппарата. Была проведена оценка положительного эффекта от внедрения мероприятия по оцифровке пленок в рентгенографическом НК.
Был получен показатель равный 75 по методике оценивания QuaD, что свидетельствует о положительном результате данного внедряемого мероприятия.
Таким образом, были достигнуты задачи, поставленные в диссертационном исследовании, а именно:
- проведен анализ нормативно-правовой и технической литературы, регулирующей и регламентирующей деятельность в современных способах и методах контроля сосудов и резервуаров;
- проведен информационно-аналитический обзор известных методов и средств контроля технического состояния оборудования;
- рассмотрена имеющаяся на предприятии техника диагностического контроля, её аналоги и прототипы;
- разработано техническое решение улучшения метода контроля технического состояния сосудов и резервуаров;
- исследован и проанализирован положительный эффект, достигаемый применением разработанного технического решения.
В итоге следует отметить, что эффективность от внедрения предложенного мероприятия в ООО «Тольяттикаучук» выражается в:
- сокращении затрачиваемого времени при расшифровке рентгенографических пленок;
- повышении выявляемости дефектов в сварных соединениях сосудов и резервуаров;
- уменьшении фактора человеческой усталости, вследствие которого понижается процент пропуска бракованных швов конструкций.
Перечисленные положительные составляющие указывают на целесообразность внедрения данного метода цифрового контроля рентгенографических изображений для диагностики технического состояния сосудов и резервуаров в ООО «Тольяттикаучук».
В диссертационной работе проведён анализ классификациям видов неразрушающего контроля, проводимых сосудам и резервуарам на предприятиях нефтехимической промышленности. Рассмотрены основные требования по эксплуатации методов НК. Рассмотрена история их возникновения, изучены авторы данных открытий. Проведен аналитический разбор по оцениванию выявляемости дефектов в металлах различными видами диагностирования. Проанализированы часто встречаемые виды дефектов в оборудовании, в частности, в сварных соединениях технических устройств. Брак данного оборудования способен привести к негативным последствиям как для сосудов, резервуаров, так и для человеческих жизней.
Проведен разбор типовых видов сосудов и резервуаров в ООО «Тольяттикаучук», которые задействованы в работе технологических установок. Описаны возможные негативные последствия от разгерметизации технических устройств, причинами которых могут быть дефекты в сварных соединениях, а также в основном металле. Проведен анализ для таких методов контроля, как капиллярная дефектоскопия, рентгенографический контроль, ультразвуковой контроль и гидравлические (пневматические) испытания. Их выбор обосновывается на том, что вышеуказанные способы диагностирования наиболее часто применяются на тольяттинской промышленной площадке. Показаны принципы действия каждого из методов НК. Продемонстрированы их сильные и слабы стороны. Обоснован выбор каждого метода в конкретном случае при эксплуатации оборудования. Разобраны технические устройства-дефектоскопы, которые находятся в распоряжении лаборатории неразрушающего контроля ООО «Тольяттикаучук». Также продемонстрированы результаты работы каждого из методов.
Анализ методов диагностирования технического состояния сосудов и резервуаров показал, что самым часто используемым и удобным является метод рентгенографического контроля. Он чаще всего задействован при ремонтах технических устройств. В процентном соотношении это значение равняется 32% по всей площадке.
Анализ недостатков метода РК показал затруднения при расшифровке большого количества рентгеновской плёнки, а также при недостаточной видимости дефектов на снимках. Это может происходить как из-за человеческого фактора, вследствие усталости глаз дефектоскопистов, так и из-за недостаточной резкости снимка, которая не выявляется при расшифровке.
В диссертационном исследовании проанализированы наиболее встречаемые дефекты при просвечивании сварных соединений в рамках контроля технического состояния оборудования. Рассмотрены условия, при которых этот брак возникает при контроле данным методом.
На основе анализа от недостатков используемого метода РК в ЛНК нами было предложено внедрение мероприятия по совершенствованию данного способа диагностирования. Был предложен способ оцифровывания рентгеновских плёнок для упрощения выявления дефектных сварных швов.
Были рассмотрены основные требования к сканирующему оборудованию, их характеристикам и параметрам. Была представлена математическая модель перевода пленок в цифровой формат. Проанализированы способы «фосфорных» запоминающих пластин, способ цифровизации при помощи сканирующих устройств, а также при помощи фотоаппарата. Была проведена оценка положительного эффекта от внедрения мероприятия по оцифровке пленок в рентгенографическом НК.
Был получен показатель равный 75 по методике оценивания QuaD, что свидетельствует о положительном результате данного внедряемого мероприятия.
Таким образом, были достигнуты задачи, поставленные в диссертационном исследовании, а именно:
- проведен анализ нормативно-правовой и технической литературы, регулирующей и регламентирующей деятельность в современных способах и методах контроля сосудов и резервуаров;
- проведен информационно-аналитический обзор известных методов и средств контроля технического состояния оборудования;
- рассмотрена имеющаяся на предприятии техника диагностического контроля, её аналоги и прототипы;
- разработано техническое решение улучшения метода контроля технического состояния сосудов и резервуаров;
- исследован и проанализирован положительный эффект, достигаемый применением разработанного технического решения.
В итоге следует отметить, что эффективность от внедрения предложенного мероприятия в ООО «Тольяттикаучук» выражается в:
- сокращении затрачиваемого времени при расшифровке рентгенографических пленок;
- повышении выявляемости дефектов в сварных соединениях сосудов и резервуаров;
- уменьшении фактора человеческой усталости, вследствие которого понижается процент пропуска бракованных швов конструкций.
Перечисленные положительные составляющие указывают на целесообразность внедрения данного метода цифрового контроля рентгенографических изображений для диагностики технического состояния сосудов и резервуаров в ООО «Тольяттикаучук».