- •1. Задачи, системы и типовая программа технической диагностики
- •1.1. Цель и задачи технической диагностики
- •1.2. Виды дефектов, качество и надежность машин
- •1.3. Восстановление работоспособности оборудования
- •1.4. Виды состояния оборудования, системы технической диагностики
- •1.5. Типовая программа технического диагностирования
- •1.6. Виды неразрушающего контроля, его стандартизация и метрологическое обеспечение
- •2. Методы вибрационной диагностики
- •2.1. Сущность вибродиагностики и ее основные понятия
- •2.2. Средства контроля и обработки вибросигналов
- •2.3. Виброактивность роторов
- •2.4. Виброактивность подшипников и их диагностика
- •2.5. Виброактивность зубчатых передач и трубопроводов
- •2.6. Вибродиагностика и вибромониторинг общих дефектов машинного оборудования
- •3. Оптические методы, визуальный и измерительный контроль
- •3.1. Классификация оптических методов контроля
- •3.2. Особенности визуального контроля
- •3.3. Визуально-оптический и измерительный контроль
- •4. Капиллярный контроль
- •4.1. Физическая сущность капиллярного контроля
- •4.2. Классификация и особенности капиллярных методов
- •4.3. Технология капиллярного контроля
- •4.4. Проверка чувствительности капиллярного контроля
- •5. Течеискание
- •5.1. Термины и определения течеискания, количественная оценка течей
- •5.2. Способы контроля и средства течеискания
- •5.3. Масс-спектрометрический метод
- •5.4. Галогенный и катарометрический методы
- •5.5. Жидкостные методы течеискания
- •5.6. Акустический метод
- •6. Радиационный контроль
- •6.1. Источники ионизирующего излучения
- •6.2. Контроль прошедшим излучением
- •6.3. Радиографический контроль сварных соединений
- •7. Магнитный неразрушающий контроль
- •7.1. Область применения и классификация
- •7.2. Магнитные характеристики ферромагнетиков
- •7.3. Магнитные преобразователи
- •7.4. Магнитная дефектоскопия, магнитопорошковый метод
- •7.5. Дефектоскопия стальных канатов
- •7.6. Метод магнитной памяти
- •7.7. Магнитная структуроскопия
- •8. Вихретоковый, электрический и тепловой виды контроля
- •8.1. Вихретоковый вид контроля
- •8.2. Электрический вид контроля
- •8.3. Тепловой вид контроля
- •9. Ультразвуковой неразрушающии контроль
- •9.1. Акустические колебания и волны
- •9.2. Затухание ультразвука
- •9.3. Трансформация ультразвуковых волн
- •9.4. Способы получения и ввода ультразвуковых колебаний. Конструкция пьезопреобразователей
- •9.5. Аппаратура, методы и технология ультразвукового контроля
- •10. Акустико-эмиссионный метод
- •10.1. Источники акустической эмиссии
- •10.2. Виды сигналов аэ
- •10.3. Оценка результатов аэ контроля
- •10.4. Аппаратура аэ контроля
- •10.5. Порядок проведения и область применения аэ контроля
- •11. Деградационные процессы оборудования и материалов
- •11.1. Деградационные процессы, виды предельных состояний
- •11.2. Характеристики деградационных процессов
- •11.3. Виды охрупчивания сталей и их причины
- •11.4. Контроль состава и структуры конструкционных материалов
- •11.5. Оценка механических свойств материалов
- •11.6. Способы отбора проб металла и получения информации о его свойствах
- •12. Оценка остаточного ресурса оборудования
- •12.1. Методология оценки остаточного ресурса
- •12.2. Оценка ресурса при поверхностном разрушении
- •12.3. Прогнозирование ресурса при язвенной коррозии
- •12.4. Прогнозирование ресурса по трещиностойкости и критерию «течь перед разрушением»
- •12.5. Оценка ресурса по коэрцитивной силе
- •12.6. Оценка ресурса по состоянию изоляции
- •13. Особенности диагностирования типового технологического оборудования
- •13.1. Диагностирование буровых установок
- •13.2. Диагностирование линейной части стальных газонефтепроводов и арматуры
- •13.3. Диагностирование сосудов и аппаратов, работающих под давлением
- •13.4. Диагностирование установок для ремонта скважин
- •13.5. Диагностирование вертикальных цилиндрических резервуаров для нефтепродуктов
- •13.6. Диагностирование насосно-компрессорного оборудования
- •Список литературы
- •Оглавление
Е.А. Богданов
Основы технической диагностики нефтегазового оборудования
Допущено
Министерством образования и науки
Российской Федерации в качестве учебного пособия
для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по специальностям
«Морские нефтегазовые сооружения»
и «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов»
направления подготовки
«Оборудование и агрегаты нефтегазового производства»
Москва
«Высшая школа» 2006
УДК 621.6
ББК 30.82
Б73
Рецензенты:
кафедра машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов Архангельского государственного технического университета (зав. кафедрой А.Э. А6анов) директор ЗАО «Саню1-Петербургская техническая экспертная компания» по научной и экспертной работе, д-р техн. наук, проф. О.А. Бардышев
Богданов, Е. Л.
Б73 Основы технической диагностики нефтегазового оборудования: Учеб. пособие для вузов, Е. А. Богданов. — М.: Высш. шк., 2006. — 279 с: ил.
ISBN 5-06-005442-Х
В книге изложены основные методы контроля, применяемые при проведении технической диагностики газонефтепромыслового оборудования. Рассмотрены методики диагностирования ряда типовых видов оборудования и оценки его остаточного ресурса.
Для студентов, обучающихся по специальностям «Морские нефтегазовые сооружения»' и «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов» направления подготовки дипломированных специалистов «Оборудование и агрегаты нефтегазового производства». Пособие может быть полезно инженерно-техническим работникам производственных предприятий и экспертных организаций, занимающихся вопросами диагностики.
УДК 621.6
ББК 30.82
ISBN 5-06-005442-Х ФГУП «Издательство «Высшая школа», 2006
Оригинал-макет данного издания является собственностью издательства «Высшая школа», и его репродуцирование (воспроизведение) любым способом без согласия издательства запрещается.
Предисловие
Сведения, необходимые для получения знаний по технической диагностике нефтегазового оборудования, приведены в большом числе различных источников: справочниках, технических обзорах, стандартах, научных статьях, руководящих и нормативных документах и т.д. Эти источники, как правило, недоступны для студентов, особенно для тех, кто учится заочно. Данное пособие охватывает основной комплекс вопросов курса технической диагностики нефтегазового оборудования, обобщая последние достижения науки и производства в этой области.
Учебное пособие разработано в соответствии с программой курса подготовки специалистов по специальностям «Морские нефтегазовые сооружения» и «Оборудование нефтяных и газовых промыслов». При подготовке книги использованы материалы лекций, прочитанных автором в институте нефти и газа Архангельского государственного технического университета, а также опубликованные труды российских ученых, материалы школы-семинара «ДИАТЭКС», действующие нормативно-технические документы.
В учебном пособии освещены следующие основные вопросы: задачи и системы технической диагностики; физические основы методов неразрушающего контроля; деградационные процессы и расчеты остаточного ресурса; особенности диагностирования типовых видов оборудования добычи, транспортировки и хранения нефти и газа. Все учебные материалы разбиты по темам. Из-за ограничения объема ряд тем изложен кратко: на уровне пояснения физической сущности соответствующего метода или способа. Пособие не претендует на полный охват всех аспектов технической диагностики.
Автор выражает благодарность рецензентам за ряд ценных замечаний, учтенных при работе над книгой.
1. Задачи, системы и типовая программа технической диагностики
1.1. Цель и задачи технической диагностики
Техническая диагностика — молодая наука, возникшая в последние десятилетия в связи с потребностями современной техники. Все возрастающее значение сложных и дорогостоящих технических систем, применяемых при добыче, транспортировке и переработке нефти и газа, требования их безопасности, безотказности и долговечности делают весьма важной оценку состояния системы, ее надежности.
Уровень безопасности связан со свойствами перерабатываемых веществ, режимами и условиями эксплуатации оборудования, его техническим состоянием. Техническая диагностика является одним из основных элементов системы управления промышленной безопасностью в России. Общие требования по безопасности промышленных объектов установлены Федеральным законом Российской Федерации «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 20 июля 1997 г. Этот закон обязывает организации, эксплуатирующие опасные производственные объекты (к ним относятся все объекты нефтегазовой промышленности), проводить диагностику и испытания технических устройств, оборудования и сооружений в установленные сроки и в установленном порядке. Диагностика, в том числе с использованием методов неразрушающего контроля, может проводиться как самой эксплуатирующей организацией, так и с привлечением специализированной организации (имеющей соответствующую лицензию) в составе экспертизы промышленной безопасности. Надзор за безопасностью потенциально опасных производственных объектов осуществляется государственными надзорными органами: Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору, МЧС, Минэнерго, ГУПО МВД, каждым по своей части.
Техническая диагностика — наука о распознавании состояния технической системы, включающая широкий круг проблем, связанных с получением и оценкой диагностической информации. Термин «диагностика» происходит от греческого слова «» что означает распознавание, определение. В процессе диагностики устанавливается диагноз, т. е. определяется состояние больного (медицинская диагностика) или состояние технической системы (техническая диагностика). Согласно ГОСТ 20911-89, техническая диагностика — область знаний, охватывающих теорию, методы и средства определения технического состояния объектов. Здесь и далее интересующими нас объектами являются буровое и газонефтепромысловое оборудование, газонефтепроводы и нефтехранилища.
Целью технической диагностики являются определение возможности и условий дальнейшей эксплуатации диагностируемого оборудования и в конечном итоге повышение промышленной и экологической безопасности. Задачами технической диагностики, которые необходимо решить для достижения поставленной цели, являются:
-
обнаружение дефектов и несоответствий, установление причин их появления и на этой основе определение технического состояния оборудования;
-
прогнозирование технического состояния и остаточного ресурса (определение с заданной вероятностью интервала времени, в течение которого сохранится работоспособное состояние оборудования).
Таким образом, техническая диагностика решает обширный круг задач, многие из которых являются смежными с задачами других научных дисциплин. Основной проблемой технической диагностики является распознавание состояния технической системы в условиях ограниченной информации.
Решение перечисленных задач, особенно для сложных технических систем и оборудования, позволяет получить большой экономический эффект и повысить промышленную безопасность соответствующих опасных производственных объектов. Техническая диагностика благодаря раннему обнаружению дефектов позволяет предотвратить внезапные отказы оборудования, что повышает надежность, эффективность и безопасность промышленных производств, а также дает возможность эксплуатации сложных технических систем по фактическому техническому состоянию. Эксплуатация по техническому состоянию может принести выгоду, эквивалентную стоимости 30 % общего парка машин.