Ключевые слова: тепловой контроль, тепловое поле, адсорбционная колонна, тепловизор, температура, дефект.
Тепловой метод неразрушающего контроля основан на регистрации возмущений, вносимых технологическими и эксплуатационными дефектами в регулярный (эталонный) характер распространения тепловых потоков в объекте контроля. На практике анализируется двумерное нестационарное распределение температуры на поверхности объекта контроля, информативными признаками при этом являются локальные температурные сигналы или характерные времена теплопередачи.
Адсорбционные колонны являются основным узлом установки комплексной подготовки газа (УПГТ) и предназначены для сепарации воды и жидких углеводородов. Они работают в двух режимах – в фазе адсорбции и охлаждения и в фазе регенерации селикагеля. Газ проходит сверху вниз в фазах адсорбции и охлаждения, а снизу вверх в фазе регенерации (нагрева). Процесс регенерации селикагеля происходит каждые 3,5 часа. Он заключается в подъеме температуры до 280 С и обратно в течение 30 мин. Затем адсорбционная колонна работает в фазе адсорбции и охлаждения 3,5 часа. Таким образом, количество термодинамических циклов в сутки достигает 6 [6].
Адсорбционные колонны должны подвергаться техническому освидетельствованию периодически в процессе эксплуатации и в необходимых случаях внеочередному освидетельствованию в соответствии с ПБ 03-576-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением». Цель периодических и внеочередных освидетельствований установить исправность сосуда и возможность его дальнейшей эксплуатации.
Тепловизионный контроль проводится с целью определения состояния футеровки адсорбционных колонн. В ходе выполнения контроля проводится оценка равномерности распределения температурных полей на внешней поверхности сосуда. Объем контроля – 100% наружной поверхности адсорбционных колонн.
Тепловой контроль адсорбционных колонн в реальных условиях их эксплуатации необходимо проводить при разности температур между температурами внутреннего объема объекта контроля T и наружного воздуха не менее чем 10 °С. Наличие температурного напора обусловливает образование на исследуемой поверхности температурного поля, качественный и количественный анализ которого позволяет выявить наличие дефектов футеровки (огнеупорного материала). В связи с этим, целесообразно проводить тепловизионный контроль в реальных условиях эксплуатации адсорберов, в момент регенерации силикагеля.
Тепловой контроль необходимо проводить для наружных поверхностей, неподвергающихся воздействию солнечной радиации в течение предшествующих 12 часов. Днем – в облачную погоду, но наиболее целесообразно – ночью или в предутренние часы, когда влияние окружающей среды минимально. Контроль не рекомендуется проводить в дождь, туман, снегопад и при наличии снега, инея, влаги на поверхности. При тепловом контроле адсорбционных колонн скорость ветра не должна превышать 7 м/с, а температура воздуха – в пределах рабочего диапазона температур эксплуатации тепловизора [7].
Тепловизионное (инфракрасное) обследование позволяет определить характеристики теплового поля объекта, оценить и определить численные характеристики его неоднородности. Тепловизионный метод контроля наглядно показывает распределение теплового поля по объекту обследования. Для обследования теплового поля адсорбера использовался тепловизор фирмы ThermaCam P65 с термоэлектрическим охлаждением ИК приемной матрицы и специализированное программное обеспечение для обработки полученной информации.
Работы по тепловизионному обследованию адсорбера проводятся без остановки, в рабочем режиме регенерации.
Внутренний осмотр адсорбционных колонн проводится по результатам теплового контроля. Особое внимание при проведении внутреннего осмотра следует уделить состоянию огнеупорного покрытия в местах обнаружения «горячих пятен» на поверхности аппаратов.
Проведённый контроль при апробации методики выявил участки с повышенной температурой, но не превышающие предельно допустимые в соответствии с конструкторской документацией. Проведение работ по перегрузке силикагеля в адсорбере С-1А позволили выполнить внутренний осмотр сосуда.
После проведения внутреннего осмотра опасность этих участков не подтвердилась, а зоны с повышенной температурой объясняются особенностью внутренней конструкции.
Апробация методик позволила сделать вывод о высокой эффективности теплового контроля целостности огнеупорного материала, покрывающего стенки сосуда изнутри.
Таким образом, если при тепловом контроле не выявлено зон с повышенной температурой, то в дальнейшем отпадает необходимость в проведении контроля целостности огнеупорного материала с применением внутреннего осмотра. Применение теплового контроля увеличивает эффективность проведения работ по освидетельствованию сосудов и значительно уменьшает трудозатраты.
Список использованных источников
1. Будадин О.Н., Потапов А.И., Колганов В.И. и др. Тепловой неразрушающий контроль изделий. М.: Наука, 2002. 472 с.
2. Неразрушающий контроль: справочник: 8т./ под ред. В.В. Клюева. Т. 5. Кн. 1: Тепловой контроль / В.П. Вавилов. 2-е изд., испр. М.: Машиностроение, 2004. 679 с.
3. ГОСТ 23483–79. Контроль неразрушающий. Методы теплового вида. Общие требования. Государственные и международные стандарты в области неразрушающего контроля. Часть 3. Термины, определения, классификация радиационного, магнитного, вихретокового, вибродиагностического, электрического, теплового, оптического методов: сб.документов. Сер. 28. Вып. 6. М.: НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России, 2004. 316 с.
4. ГОСТ Р 53698–2009. Контроль неразрушающий. Методы тепловые. Термины и определения. Часть 2. Термины, определения. Сер. 28. Вып. 9. М.: НТЦ по безопасности в промышленности, 2009. 122 с.
5. РД–13–04–2006. Методические рекомендации о порядке проведения теплового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах. Сер. 28. Вып. 11 / под общ. Ред. К.Б. Пуликовского. М.: НТЦ по безопасности в промышленности, 2007. 32 с.
6. Барынин В. А., Будадин О. Н., Кульков А. А. Современные технологии неразрушаюшего контроля конструкций из полимерных композиционных материалов. М.: ИД «Спектр». 2013. С. 243.
7. Завиден В. И., Васенев Ю. Г., Ступаченко С. Л. Комплексный подход к выявлению дефектов многослойных конструкций из композиционных материалов.
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.