Введение 7
1. Теоретические основы контроля стенок труб методом нормальных ультразвуковых волн Лэмба (НУВЛ) 10
2 Ультразвуковой контроль сварных соединений 17
2.1 Обоснование выбора номинальной частоты для ультразвукового
дефектоскопа и преобразователя 17
2.2 Разработка (подбор) конструкции специализированного
пьезоэлектрического преобразователя 22
2.2.1 Расчет толщины пьезопластины 22
2.2.2 Выбор материала призмы и расчет угла наклона пьезопластины. . 22
2.2.3 Прочие элементы преобразователя 29
3 Неразрушающий контроль основного металла 31
3.1 Общие положения 31
3.2 Подготовка к контролю 39
3.2.1 Методическая подготовка 39
3.2.3 Контроль средствами МПД 41
3.2.4 Контроль средствами УЗД 42
3.3 Оценка результатов контроля и оформление итоговой
документации 43
4 Техническое диагностирование технологического трубопровода ОАО
«Красноярскнефтепродукт» 44
4.1 Цель обследования 44
4.2 Назначение объекта обследования 44
4.3 Анализ технической документации 44
4.4 Визуально измерительный контроль 44
4.5 Измерение толщины металла 45
4.6 Измерение твердости металла 46
4.7 Поверочный расчет прочности и остаточного ресурса
трубопровода, работающего под давлением 46
4.8 Результаты технического диагностирования 64
4.9 Условия ремонта найденных дефектов 65
5 Экономическая часть 65
5.1 Расчет единовременных затрат на реализацию проекта 66
5.2 Расчет сметной стоимости ремонта 67
5.3 Расчет затрат на оплату труда 68
5.4 Расчет страховых взносов 69
5.5 Расчет взносов на страхование от несчастных случаев на
производстве и профессиональных заболеваний 69
6 Безопасность и экологичность 71
6.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при
проведении работ 71
6.2 Инженерные и организационные решения по обеспечению
безопасности работ 73
6.3 Санитарные требования к помещению и размещению
используемого оборудования 74
6.4 Обеспечение безопасности технологического процесса 76
6.5 Обеспечение взрывопожарной и пожарной безопасности 77
6.6 Обеспечение безопасности в аварийных и чрезвычайных ситуациях 79
6.7 Экологичность проекта 80
Список сокращений 82
Список использованных источников
Появление современных крупномасштабных объектов - атомных электростанций, терминалов со сжиженным газом, морских буровых установок, больших химических комбинатов, крупных авиалайнеров - привело наряду с экономическими выгодами к большим негативным последствиям в случае выхода их из строя. Человечество не может отказаться от таких сооружений, но оно может предотвратить катастрофы или уменьшить их последствия путем эффективного использования методов и средств неразрушающего контроля и технической диагностики.
Неразрушающий контроль - это проверка прочности деталей и оборудования, которые требуют особой надежности. Он используется при строительстве и эксплуатации опасных производственных объектов в таких сферах, как машиностроение, энергетика, нефтегазовое хозяйство и других. В процедуру неразрушающего контроля входит описание всех основных параметров и мероприятий, которые следует соблюдать при использовании техники неразрушающего контроля для решения конкретной задачи в соответствии с установленными стандартом, нормами или техническими условиями. Процедура неразрушающего контроля может вовлечь применение более чем одного метода неразрушающего контроля или техники. К средствам неразрушающего контроля относят контрольно-измерительную аппаратуру, в которой используют проникающие поля, излучения и вещества для получения информации о качестве исследуемых материалов и объектов. Неразрушающий контроль в зависимости от физических явлений, положенных в его основу,подразделяется на следующие виды (ГОСТ 18353-79 [1]): магнитный,электрический, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, оптический,радиационный, акустический, проникающими веществами. Наиболее широкое применение для контроля макродефектов слитков, заготовок и готовых изделий, кроме визуально-оптического, получили акустический (ультразвуковой), магнитный, вихретоковый, радиационный, проникающими веществами (капиллярный) виды неразрушающего контроля, обычно называемые соответственно ультразвуковой, магнитной, вихретоковой, радиационной и капиллярной дефектоскопией.
Технические возможности методов неразрушающего контроля характеризуются чувствительностью, разрешающей способностью, достоверностью, надежностью аппаратуры и простотой технологического процесса контроля, его производительностью, а также требованиями по технике безопасности.
Мировой опыт показывает, что использование средств ультразвукового неразрушающего контроля в машиностроении, металлургии, энергетике, строительстве, транспортной промышленности способствует обеспечению безаварийной эксплуатации установок и транспортных средств, повышению производительности труда, улучшению качества выпускаемой продукции, экономии сырьевых и трудовых ресурсов.
Ультразвуковая дефектоскопия основана на применении ультразвукового излучения, обладающего большой приникающей способностью и отражающегося от границы раздела двух сред с различными физическими свойствами. Ультразвуковые волны, используемые в дефектоскопии, представляют собой упругие колебания, возбуждаемые в контролируемом объекте.
В данном дипломном проекте рассматривается один из методов ультразвуковой дефектоскопии, основанный на использовании нормальных ультразвуковых волн Лэмба (НУВЛ). А также применение его на технологическом трубопроводе ОАО «Красноярскнефтепродукт». Общий принцип поиска дефектов методом НУВЛ состоит в посылке импульса вдоль листа и приеме его частичного отражения от дефекта. Такой способ позволяет обнаружить несплошность без протяженного сканирования пьезоэлектрическим преобразователем (ПЭП) по объекту и оценить расстояние до точки отражения по времени пробега импульса.
Сам дефектоскоп представлен моделью УД2 - 70, имеет габариты 25х15х7 миллиметров, массу, не превышающую 3 килограммов, возможность работать как от сети, так и от собственного аккумулятора, что в полевых условиях является преимуществом. В приборе используются ультразвуковые колебания частотой порядка 400 кГц. При этом необходимо избегать прямого контакта между рукой и искательной головкой, прикладываемой к контролируемому объекту. Это достигается использованием защитной рукавицы.
Метод значительно сокращает временные затраты на протяженное сканирование объекта, не требует зачистки поверхности до определенного значения, не уступает по достоверности измерений существующим ультразвуковым методам и является одним из перспективных направлений в развитии акустической дефектоскопии.
Технологические трубопроводы нефтегазовых производств являются неотъемлемой частью технологических установок, к надежности и безопасности эксплуатации которых предъявляются повышенные требования. Это связано с тем, что аварии технологических трубопроводов сопровождаются потерями, обусловленными разрушением оборудования, зданий и сооружений, прекращением производственного процесса на продолжительный срок, значительным экологическим ущербом.
На сегодняшний день проблема обеспечения промышленной и экологической безопасности является актуальной. Для достижения безопасной эксплуатации промысловых трубопроводов на предприятиях разрабатывается система контроля технического состояния. Одной из основных составляющих системы - техническое диагностирование, как долгосрочное прогнозирование безопасной работы трубопроводов, выявление дефектов и определение остаточного ресурса безопасной работы объекта в целом.
В ходе работы были выполнены следующие задачи:
- рассмотрен ультразвуковой метод технического диагностирования;
- произведена техническая диагностика технологического трубопровода;
- произведен расчет экономических затрат на ремонт выявленных дефектов трубопровода;
- обеспечена безопасность проведения диагностики и ремонта технологического трубопровода, согласно стандартам.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
