Руководящий документ РД 34.17.441-96 Методические указания по проведению акустико-эмиссионного контроля при гидроопрессовке трубопроводов тепловых электрических станций.

РД 34.17.441-96

 РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ПРОВЕДЕНИЮ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ

ПРИ ГИДРООПРЕССОВКЕ ТРУБОПРОВОДОВ

ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ

Срок действия с 01.07.1997

до 01.07.2001*

РАЗРАБОТАН Департаментом науки и техники РАО "ЕЭС России";

Управлением по котлонадзору и надзору за подъемными сооружениями Госгортехнадзора России;

Всероссийским теплотехническим институтом (ВТИ);

Российским научным центром "Курчатовский институт" (РНЦ "КИ");

ЗАО "Интертест";

ЗАО "Научно-производственная фирма "Диатон" (ЗАО НПФ "Диатон").

ИСПОЛНИТЕЛИ А.П.Берсенев, В.В.Гусев (РАО "ЕЭС России");

Н.А.Хапонен, А.А.Шельпяков (Управление по котлонадзору и надзору за подъемными сооружениями Госгортехнадзора России);

В.Ф.Злепко, В.А.Лукьяненко (ВТИ);

В.В.Шемякин, С.А.Тарараксин (РНЦ "КИ");

В.В.Житенев (ЗАО "Интертест");

С.А.Стрижков (ЗАО НПФ "Диатон")

УТВЕРЖДЕН Российским акционерным обществом "ЕЭС России" 21 мая 1996 г.

Первый вице-президент В.В.Кудрявый

СОГЛАСОВАН Госгортехнадзором Российской Федерации 21 июня 1996 г.

Начальник Управления по котлонадзору и надзору за подъемными сооружениями Госгортехнадзора России В.С.Котельников

ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Настоящий руководящий документ распространяется на все типы трубопроводов и арматуры ТЭС с различными давлениями и температурами рабочей среды и истекшим сроком паркового ресурса и устанавливает основные требования к организации, правилам и методике проведения акустико-эмиссионного (АЭ) контроля при гидроопрессовке трубопроводов и арматуры ТЭС.

Положения настоящего отраслевого документа обязательны для применения на предприятиях отрасли "Электроэнергетика" и могут быть использованы расположенными на территории Российской Федерации предприятиями и объединениями предприятий, в составе (структуре) которых, независимо от форм собственности и подчинения, находятся тепловые электростанции.

Перечень основных нормативных материалов, использованных при подготовке настоящего руководящего документа приведен в Приложении А.

      1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 АЭ-контроль проводится, если гидроопрессовке подвергаются трубопроводы и арматура, в которых:

а) имеются эксплуатационные дефекты (допустимые к эксплуатации) в виде нарушения сплошности металла;

б) устранены обнаруженные (другими методами) эксплуатационные дефекты в виде нарушения сплошности металла;

в) произошла авария в результате нарушения сплошности металла.

1.2 Целью проведения АЭ-контроля являются выявление развивающихся дефектов и наличия течи в основном металле и сварных соединениях трубопроводов и арматуре ТЭС, определение их местоположения и классификация по степени опасности.

1.2.1 К числу дефектов, выявляемых АЭ-контролем, относятся трещины, непровары, смещение кромок, подрезы, участки, в которых происходит коррозионное растрескивание.

1.2.2 В соответствии с классификацией дефектов по результатам АЭ-контроля их проверяют штатными методами неразрушающего контроля, чтобы оценить качество объекта контроля согласно действующим нормам и положениям.

1.3 АЭ-контроль при гидроопрессовке проводится на всех трубопроводах (материал, типоразмеры, рабочие параметры), если хотя бы в одном из участков трубопроводов данного типа, которые подвергаются гидроопрессовке, определена дефектность по п.1.1.

1.3.1 Объем АЭ-контроля может быть частичным в зависимости от места и степени повреждения.

1.4 Объем АЭ-контроля определяется владельцем оборудования вместе с контролирующей организацией и утверждается главным инженером ТЭС.

      2 ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ И АРМАТУРЫ ТЭС ПРИ ГИДРООПРЕССОВКЕ

2.1 Организация проведения АЭ-контроля возлагается на руководство ТЭС.

2.2 АЭ-контроль должны выполнять организации (предприятия), имеющие разрешение (лицензию органов Госгортехнадзора России) на проведение этих работ в соответствии с "Методическими указаниями по выдаче специальных разрешений (лицензий) на виды деятельности, связанные с обеспечением безопасности при эксплуатации объектов котлонадзора".

При необходимости для проведения АЭ-контроля следует привлекать специализированные организации.

2.2.1 Персонал, проводящий АЭ-контроль, должен быть аттестован на право проведения таких работ. В состав контролирующей группы должны быть включены специалисты, имеющие право выдавать заключения по результатам АЭ-контроля (II, III уровней).

2.3 Контроль неразрушающими методами дефектов, выявленных при АЭ-контроле, должны проводить специалисты, аттестованные в соответствии с "Правилами аттестации специалистов по неразрушающему контролю" и имеющие квалификационный уровень не ниже II.

2.3.1 Аппаратура и методики для проведения неразрушающего контроля должны соответствовать требованиям нормативных документов на конкретные виды контроля.

2.4 Требования к АЭ-аппаратуре

2.4.1 АЭ-аппаратура должна быть аттестована, иметь паспорт, комплект документации и пройти проверку в установленные сроки.

2.4.2 Параметры АЭ-сигналов, измеряемые аппаратурой, должны соответствовать ГОСТ 27655-88.

2.4.3 Необходимыми элементами АЭ-аппаратуры являются:

- датчики;

- предварительные усилители;

- устройства регистрации, обработки АЭ-сигналов;

- устройства оперативного отображения, запоминания, долговременного хранения накапливаемых данных АЭ-контроля;

- аналоговый вход для измерения давления (от датчика давления с электрическим выходом).

2.4.4 В диагностический комплект входит калибровочное устройство для проверки работоспособности всех действующих каналов и оценки их чувствительности.

2.4.4.1 Рекомендуется выполнять калибровку, используя в качестве калибровочного сигнал, создаваемый:

- датчиком-имитатором;

- карандашом "HSU-NIELSEN" (диаметр стержня 0,5 мм, твердость 2Н, длина выступающей части, подлежащей излому, 3 мм).

2.4.5 Аппаратура должна иметь датчики и полосовые фильтры, обеспечивающие работу в общем диапазоне частот:

- нижняя граница от 10 до 30 кГц;

- верхняя от 100 до 200 кГц.

2.4.5.1 В полосе частот затухание АЭ-сигнала должно составлять не более 20 дБ на расстоянии не менее 30 м по длине трубопровода.

2.4.6 Проверка работоспособности системы контроля должна проходить в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

2.5 Требования к контролируемым трубопроводам

2.5.1 В местах размещения приемных преобразователей и имитатора в теплоизоляции вырезаются окна необходимых размеров.

2.5.2 Для зачистки поверхностей в местах размещения преобразователей, калибровки и осмотра испытываемого участка трубопроводов возводятся леса (при необходимости можно использовать переносную лестницу).

2.5.3 АЭ-аппаратура должна располагаться в защищенном от пыли и влаги помещении (или площадке), где предусмотрено ее подключение к источнику питания соответствующей мощности (сети переменного тока 220 В и 50 Гц).

2.5.4 В системе нагружения трубопровода должен быть манометр с электрическим выходом для непрерывной записи значений давления в АЭ-аппаратуре.

      3 ПОДГОТОВКА К ПРОВЕДЕНИЮ АЭ-КОНТРОЛЯ

3.1 Подготовка объекта контроля (в местах установки датчиков и имитатора) проводится в следующей последовательности:

- поверхность трубопровода очищается от загрязнений и обезжиривается;

- на поверхность объекта в месте установки пьезопреобразователя наносится контактная смазка;

- для обеспечения необходимой толщины слоя контактной смазки пьезопреобразователь прижимается к поверхности объекта с постоянным усилием.

3.2 Аппаратура устанавливается в выбранном для этого месте и подключается к источнику питания в соответствии с правилами техники безопасности.

3.3 Проверка работоспособности аппаратуры производится в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

3.4 Установка параметров контроля

3.4.1 Требуемые параметры аппаратуры (коэффициенты усиления, уровни дискриминации каналов и т.д.) устанавливаются в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

3.4.2 С помощью калибровочного устройства определяется затухание на контролируемом трубопроводе и проводится калибровка АЭ-системы.

3.4.3 Определение затухания. Для этого по длине трубопровода в нескольких местах (на длине не менее 20 м) имитатором в стенке трубы возбуждается калибровочный сигнал. По полученным значениям сигнала с преобразователя строят зависимость его амплитуды от расстояния между источником (имитатором) и приемником, по которой оценивают ослабление сигнала в дБ/м. При получении значения затухания больше указанного в п.2.4.5.1 проверяют установку преобразователей, работоспособность аппаратуры, затем замеры повторяют.

3.4.4 Схема размещения преобразователей выбирается в соответствии с линейной схемой локализации дефектов. Расстояние между двумя соседними датчиками должно быть таким, чтобы значение затухания не превышало указанного в п.2.4.5.1.

3.4.5 Калибровка системы

3.4.5.1 Целью калибровки является проверка работоспособности системы в целом и определение точности локализации дефектов.

3.4.5.2 Калибровка системы осуществляется при помощи датчика-имитатора, если таковой входит в состав системы, или карандаша "HSU-NIELSEN".

3.4.5.3 Имитатор устанавливается в нескольких заранее выбранных точках контролируемой конструкции и производится его локализация.

3.4.5.4 Полученные координаты имитатора сравниваются с его действительными координатами.

3.4.5.5 При значительном отклонении вычисленных координат необходимо выяснить причину этого явления.

Вычисление координат источников акустической эмиссии (АЭ) основано на учете времени распространения волны напряжения от АЭ-источника до датчиков, установленных на поверхности конструкции.

Причинами ошибок при определении координат являются:

- неправильно измеренная скорость распространения упругих волн в материале конструкции;

- регистрация разными датчиками волн различных типов и мод;

- погрешность измерения моментов прихода волны на датчики;

- анизотропия скорости распространения упругих волн;

- отличие реальных путей распространения упругих волн от теоретически принятых и используемых в расчетах;

- изменение формы волны напряжения в среде распространения;

- разброс амплитуд сигналов АЭ.

3.4.5.6 Полученная локализационная карта калибровки должна быть внесена в долговременную память компьютера.

3.5 Оператор, проводящий контроль, должен иметь график нагружения трубопровода при гидроопрессовке, утвержденный заказчиком.

3.6 АЭ-контроль трубопроводов при гидроопрессовке проводят при нагружении с несколькими ступенями выдержки при заданных уровнях давления.

Рекомендуются следующие ступени выдержки:

0,25

; 0,8

; 1,0

; 1,25

.

      4 ПРОВЕДЕНИЕ АЭ-КОНТРОЛЯ

4.1 Перевести АЭ-аппаратуру в режим регистрации.

4.2 Поднять давление до 25% рабочего.

4.3 Убедиться в отсутствии повышенного уровня шума в каналах, вызванного негерметичностью заглушек, фланцевых соединений и запорной арматуры. Устранить при наличии негерметичность.

4.4 Проверить правильность регистрации давления аппаратурой.

4.5 Перевести аппаратуру в режим регистрации и записи и провести нагружение объекта в соответствии с программой.

4.6 Приостановить испытание и принять решение о поиске источника сигналов, если в период нагружения оператор зарегистрировал наличие катастрофического дефекта (группа I в соответствии с таблицей 1).

4.7 Закончить регистрацию АЭ-данных, полученных в процессе испытаний, и подтвердить их запись в долговременной памяти компьютера.

4.8 Провести повторную калибровку аппаратуры, чтобы убедиться в ее работоспособности.

      5 ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЯ (ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ КОНТРОЛЯ)

5.1 Оценка технического состояния объектов контроля проводится по результатам анализа информации, получаемой в процессе АЭ-контроля.

5.2 Первичная обработка результатов контроля для оперативного руководства процессом испытаний осуществляется непосредственно в ходе его проведения с учетом анализа зависимости изменения параметров АЭ от параметров нагружения.

5.3 Оценку источников АЭ и классификацию дефектов по степени опасности проводят согласно критериям.

5.3.1 Критерий, оценивающий дефектность объекта контроля по количеству и параметрам импульсов АЭ, зарегистрированных на ступенях выдержки испытательного давления, приводится в таблице 1.

Таблица 1

5.3.2 Критерий, оценивающий дефектность объекта контроля по значениям показателя степени (

) зависимости суммарного счета от параметров нагружеиия, рекомендуется МР 284-86.

Показатель степени (

) для локализованного источника (дефекта) вычисляется при каждом приращении суммарного счета по формуле

,                                                        (1)

где

- приращение суммарного счета при увеличении нагрузки на

;

           

- нагрузка, при которой произошла регистрация

-го акта АЭ;

         

- интервал нагрузки между

-1 и

-м актами АЭ;

           

- суммарный счет АЭ после регистрации

-го акта АЭ.

Классификация источника АЭ проводится в каждый момент приращения суммарного счета по таблице 2.

Таблица 2

Показатель степени	Тип источника
<1	Пассивный
=1	Активный
1< <6	Критически активный
>6	Катастрофически активный

5.3.3 Дефекты групп I, II, III (см. таблицу 1) и катастрофически активные, критически активные и активные (см. таблицу 2) подлежат контролю штатными неразрушающими методами, для этого:

а) определяется местоположение дефекта;

б) в соответствии с типом объекта (труба, фланец, арматура и т.д.) и нормативными документами по контролю (ремонту и т.д.) этого объекта представителями заказчика проводится контроль металла в местах, определенных при АЭ-контроле.

5.3.4 По результатам, полученным при проведении контроля неразрушающими методами, представители заказчика принимают решение о возможности дальнейшей эксплуатации объекта.

5.4 Результаты АЭ-контроля оформляются протоколом (приложение Б) и заключением (приложение В), которые выдаются предприятию-заказчику. В протоколе указываются:

- дата и время проведения контроля;

- наименование и тип контролируемого объекта, его номер и шифр;

- данные о контролируемом объекте;

- данные о нагружающем оборудовании;

- программа испытаний;

- наименование и тип используемой аппаратуры;

- основные параметры контроля;

- анализ данных АЭ-контроля с приложением необходимого графического материала. В заключении (приложение В) указывается факт отсутствия или наличия источников активного типа, опасных для эксплуатации объекта, а также приводятся результаты обследования дефектов, выявленных АЭ и подтвержденных данными неразрушающего контроля.

      6 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

6.1 Гидроиспытания объектов необходимо проводить в соответствии с требованиями ПБ-10-115-96 "Правила устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением". (М.: НПО ОБТ, 1996).

6.2 При работе с АЭ-аппаратурой в условиях ТЭС необходимо соблюдать требования "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей и правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей" (М.: Атомиздат, 1972).

6.3 На проведение гидравлического испытания трубопроводов с применением АЭ-контроля должно быть оформлено соответствующее распоряжение по предприятию с указанием лица, ответственного за подготовку и проведение испытаний.

6.4 До начала работ лица, принимающие участие в испытаниях, должны пройти инструктаж по технике безопасности на предприятии, где проводятся испытания.

Приложение А

(справочное)

 ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ

1 ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения

2 ГОСТ 20415-82 Контроль неразрушающий. Методы акустические. Общие положения

3 ГОСТ 20911-89 Техническая диагностика. Термины и определения

4 ГОСТ 27655-88 Акустическая эмиссия. Термины, определения и обозначения

5 Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды* (М.: НПО ОБТ, 1994)

___________________

*  На территории Российской Федерация действуют "Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды" (ПБ 10-573-03). - "Примечания".

6 РД 34.20.501-95* Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации

7 МР 204-86 Расчеты и испытания на прочность. Применение метода акустической эмиссии для контроля сосудов, работающих под давлением, и трубопроводов (М.: Изд-во стандартов, 1986)

8 РД 10-49-93. Методические указания по выдаче специальных разрешений (лицензий) на виды деятельности, связанные с обеспечением безопасности при эксплуатации объектов котлонадзора и подъемных сооружений. (Утв. Постановлением Госгортехнадзора России N 6, 31.01.94)

Приложение Б

ПРОТОКОЛ

акустико-эмиссионного контроля объекта

Приложение В