НК как компонент стратегии минимизации рисков и затрат - Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист
Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист
Вернуться   Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист > Форум Дефектоскопист > Статьи о дефектоскопии


Старый 25.10.2012, 15:44   #1
admin
Администратор
 
Аватар для admin
 
Регистрация: 16.04.2012
Сообщений: 1,963
Благодарил(а): 53 раз(а)
Поблагодарили: 195 раз(а)
Записей в дневнике: 3
Репутация: 152
По умолчанию НК как компонент стратегии минимизации рисков и затрат

НК как компонент стратегии минимизации рисков и затрат на эксплуатацию и обслуживание потенциально опасных обьектов
Об авторе

Пасси Гарри
Генеральный директор и научный руководитель фирмы Sonotron NDT (Израиль), доктор наук, профессор, III уровень в пяти дисциплинах НК
(UT, ET, MPI, MI
A, RT).

Сегодняшние реалии заставляют собственников потенциально опасных объектов (заводов, электростанций, трубопроводов, мостов, кораблей, самолетов и т. п.) минимизировать риски, возникающие при их эксплуатации, в том числе и обусловленные скрытыми и видимыми дефектами, как присутствовавшими в новом объекте при выпуске из производства, так и приобретенными в результате старения, а также действия различного рода экстремальных эксплуатационных нагрузок. Степень поражения дефектами, их потенциальная опасность, межпроверочные и межремонтные интервалы, а также необходимость срочного ремонта или окончательного прекращения эксплуатации оцениваются с использованием различных методологий, учитывающих специфику объекта, на основе данных НК. При этом все методологии базируются на единой стратегии, называемой RBIM (Risk Based Inspection and Maintenance planning) - планирования операций контроля и технического обслуживания, основанного на учете потенциальных рисков. Целью RBIM-стратегии является минимизация рисков эксплуатации объектов при разумных затратах на контроль и техническое обслуживание.
Общеизвестно, что НК обеспечивает обнаружение различных дефектов с высокой надежностью и чувствительностью. Однако не все методы дефектоскопии позволяют определить истинные размеры и конфигурацию дефектов, и для этого часто требуются дополнительные действия, весьма трудоемкие и выходящие за рамки процедуры рутинного контроля. В то же время нормы браковки, как правило, базируются на истинных размерах дефекта. Известен также интерес специалистов и ученых в области НК к проблеме определения истинных размеров и конфигурации дефекта, подтверждаемый множеством научных публикаций, практических документов, устройств и приспособлений, связанных с решением названной проблемы. Однако неверно полагать, что определение истинных размеров и конфигурации обнаруженных дефектов безусловно необходимо - актуальность решения этой задачи для различных объектов определяется на основе вышеупомянутой стратегии RBIM.
В статье приведены реальные примеры, иллюстрирующие актуальную потребность в определении истинных размеров и конфигурации дефектов, а также степени дефектности для различных потенциально опасных объектов или отсутствие таковой.
Согласно стратегии RBIM потенциально опасные объекты подразделяются на не подлежащие контролю во время эксплуатации и подлежащие контролю во время эксплуатации, а также при плановом/внеплановом кратковременном выводе из эксплуатации
Типичный пример объекта, не подлежащего контролю во время эксплуатации, - магистральный трубопровод, проложенный по морскому дну. При строительстве трубопровода используются толстостенные трубы в бетонной изоляции (толщина изоляции порядка 10 см), с обоих концов которых имеются участки свободного от изоляции металла. На барже-трубоукладчике производится сварка готовых труб с последующими полной изоляцией стыков и спуском под воду. Время, отпускаемое на автоматическую сварку, последующий контроль с заключением о годности и изоляцию одного стыка, составляет считанные минуты, поэтому здесь применимо исключительно автоматическое сканирование.
Очевидно, что для минимизации риска эксплуатации подводного магистрального трубопровода следует обеспечить максимально надежный контроль стыковых сварных швов, исключающий пропуск дефектов. Это осуществляется за счет комбинации TOFD и многозонного прозвучивания сварного шва с использованием дискретных преобразователей и/или преобразователей с фазированными решетками, смонтированными на платформе моторизованного сканера и расположенными с обеих сторон сварного шва (рис. 1).
Рис.1. Установка моторизованного сканера на стыковой сварной швов в условиях трубоукладочной баржи

Рис. 2 представляет типичный пример экрана системы автоматического УЗК ISONIC РА АUТ 128/8 фирмы Sonotron NDT на этапе подготовки к сканированию, когда формируется схема многозонного прозвучивания с использованием преобразователя на фазированных решетках. Эта схема учитывает геометрию разделки кромок под автоматическую сварку, что позволяет прогнозировать позонное распределение типов и ориентации возможных дефектов и задавать оптимальную тандемную или совмещенную схему фокусированного излучения-приема сигналов для той или иной зоны.
Рис. 2. Выбор схемы многозонного прозвучивания в системе автоматического УЗК ^ОМС РА Аит 128/8 фирмы Sonotron NDT с использованием преобразователей на фазированных решетках и дискретных преобразователей

Настройка усиления приемного тракта осуществляется позонно с использованием стандартных образцов с отражателями в каждой зоне согласно, причем в тех случаях, когда используются плоскодонные отражатели, их ориентация соответствует геометрии разделки (рис. 3). Размеры отражателей таковы, что предопределяется выявление дефектов с абсолютными параметрами, соответствующими нормам браковки.

Рис. 3. Примеры отражателей, используемых для настройки усиления приемного тракта при мультизонном прозвучивании

Очевидно, что многозонная схема прозвучивания требует точного размещения преобразователей относительно контролируемого объема, поэтому каждая труба при заводском изготовлении оборудуется приваренным кольцом на свободном от изоляции участке основного металла вблизи будущего стыкового шва. Место приварки кольца и его параллельность плоскости края трубы соответствуют технической документации с минимальными допусками, и моторизованный сканер использует это кольцо в качестве опорного элемента при сканировании. Таким образом, уже на этапе изготовления труб предусматриваются меры, обеспечивающие надежность контроля на трубоукладочной барже.
На рис. 4 представлен пример экрана системы на этапе сканирования. При контроле в каждом положении сканера, выбираемом с заданной дискретностью (обычно - 1 мм), последовательно осуществляется позонное фокусированное прозвучивание в соответствии с заданными для каждой зоны схемой и усилением приемного тракта, сопровождаемое записью соответствующих данных А-развертки, измерением сигналов и формированием графического представления результатов контроля, которое в соответствии с принятой в отрасли методологией представляется в виде «бесконечной» ленты многоканального самописца, где каждой зоне соответствует отдельная дорожка. В случае появления дефектной тельного анализа его типа, измерения истинных размеров и оценки потенциальной опасности.
Рис. 4. Пример экрана системы автоматического УЗК ISONIC PA AUT 128/8 фирмы Sonotron NDT: 1,2, 3 - отметки дефекта соответственно в зонах Fill 6 DS, Fill5 DS и Fill 1 US 1е, выявляемого при текущем положении сканера; 4 - А-развертка, соответствующая зоне Fill 1 US 1, наблюдаемая при текущем положении сканера; 5, 6 - отметки дефектов на синхронно формируемом TOFD изображении, в частности подтверждающие, что отметки 1 и 2 относятся к выявлению одного дефекта; 7 - текущее положение сканера


Типичный пример объекта, подлежащего контролю при плановом/внеплановом кратковременном выводе из эксплуатации, - лайнер гражданской авиации. Штатные нагрузки и внештатные перегрузки, возникающие при преодолении турбулентности, многочисленных взлетах и посадках, перепадах давлений, температур, химического состава атмосферы, влажности, других погодных условий неизбежно ведут к коррозии и эрозии металлических и неметаллических элементов, образованию трещин, расслоений и т. п. На рис. 5 - 8 показаны некоторые реальные дефекты, обнаруженные в современных лайнерах с использованием НК на различных стадиях их эксплуатации. Следует отметить, что приведенные примеры отображают лишь мизерную долю всего многообразия дефектов, возникающих в самолетах. Очевидно, что стратегия, основанная на исправлении каждого дефекта, в случае ее применения просто прервет нормальное функционирование авиаком-паний. В связи с этим в авиации исключительно развита методология определения остаточного ресурса эксплуатации лайнеров, определяемого в полетных часах, оставшихся до следующей проверки и/или ремонта с учетом количества взлетов и посадок и других факторов.

Рис. 5. Расслоение с внешней стороны иллюминатора
Рис. 6. Коррозия внутренних соединений
Рис. 7. Заполнение водой сотовых структур под обшивкой
Рис. 8. Трещины и изломы, возникающие в несущих конструкциях при жестких посадках

Остаточный ресурс эксплуатации авиалайнера определяется на основании так называемых объективных параметров дефектности. Трещины в несущих конструкциях и обшивке лайнера (компактные дефекты) в зависимости от их расположения подразделяются на безусловно критические (недопустимые) и допустимые при условии, что их длины, сочетание и количество не превышают критических значений.
В случае выявления безусловно критических трещин определение их истинных размеров излишне. В случае обнаружения трещин, которые могут быть квалифицированы как допустимые, обязательной процедурой является измерение их истинных размеров. Как правило, истинный размер трещины определяется с использованием того же метода, которым она была обнаружена (см., например, рис. 9). Метод контроля для того или иного узла и рекомендации по определению размера трещины регламентированы руководством по НК, сопровождающим каждый лайнер, и официальными дополнениями, выпускаемыми фирмой-производителем по мере возникновения новых проблем.
Рис. 9. Коррозионная трещина в конструкции авиалайнера, выявленная и измеренная визуально в ультрафиолетовом излучении

В случае распределенных дефектов - коррозии/эрозии поверхности, расслоений, заполнения сотовых структур водой, ударных повреждений и т. п. контуры дефекта и его размеры, зарегистрированные в крайних положениях преобразователя, при которых еще воспринимаются соответствующие сигналы, маркируются непосредственно на поверхности узла (рис. 5, 7), и результаты измерений передаются специалистам по определению остаточного ресурса самолета вместе с фотографиями дефектных участков.
В последние годы для обнаружения и анализа распределенных дефектов широко применяется картографирование при сплошном сканировании, и дефектная карта передается специалистам по определению остаточного ресурса самолета в цифровом виде. Это позволяет при необходимости восстановить и измерить сигналы для всей поверхности сканирования, а также произвести статистический анализ дефектности контролируемого участка (рис. 10). В результате определяется реальная степень дефектности как объективный параметр, характеризующий исследуемый элемент конструкции лайнера и применяемый для определения остаточного ресурса.
Рис. 10. Результаты ручного сканирования композитной панели внешней поверхности самолета в целях выявления дефектов, обусловленных столкновениями с различного рода объектами (птицы, камни, и т. п.) - ударные повреждения, выявленные прибором ^ОМС 2006 фирмы Sonotron NDT в виде В-, С- и D-разверток: а - восстановление Л-развертки для выбранной точки изображения; б - получение гистограммы распределения амплитуд донного эхо- сигнала в области поверхности сканирования для статистического анализа с целью определения реальной степени дефектности

К объектам, контролируемым как во время эксплуатации, так и при плановом/внеплановом кратковременном выводе из эксплуатации, относятся наземные и подземные магистральные и локальные трубопроводы, реакторы и т. п. Для таких объектов типичны приобретенные компактные дефекты в виде коррозионных и усталостных трещин и распределенные дефекты, такие как деградация толщины стенки основного металла в результате коррозии и/или эрозии.
При оценке трещин важным является определение их реального размера и ориентации. Здесь наиболее приемлемы методы, основанные на приеме и анализе дифрагированных сигналов от краев трещины, причем эффективным средством является запоминание всех Л-раз- верток, полученных в процессе сканирования, в совокупности с соответствующими координатами преобразователя на поверхности объекта. В приборах, отвечающих этим требованиям, можно восстанавливать и многократно «проигрывать» последовательность эхо-сигналов (повторное виртуальное сканирование) и объективно распознавать и измерять дефекты на основе анализа динамики эхо-сигналов. На рис. 11 представлена В-развертка поперечного сечения реального сварного шва, где была обнаружена несплошность, и проиллюстрирована последовательность действий, обеспечившая идентификацию трещины и определение ее истинного размера. Фрагменты экрана прибора в процессе виртуального сканирования поперек шва представляют:
- максимум слабого дифрагированного сигнала 1 от вершины трещины (рис. 11а);
- очень слабый эхо-сигнал 2 от стороны трещины, примыкающей к основному металлу, и начинающий нарастать при отдалении преобразователя от шва эхо-импульс 3 от корня трещины на донной поверхности (рис. 11б);
- доминирующий максимальный эхо-сигнал 4 от корня трещины, маскирующий эхо-импульс от стороны трещины, примыкающей к основному металлу (рис. 11в);
- убывающий при дальнейшем отдалении от шва эхо-сигнал 5 от корня трещины и вновь появившийся очень слабый эхо-импульс 6 от стороны трещины, примыкающей к основному металлу (рис. 11а).
Измерения в поперечном сечении шва показывают, что глубина залегания вершины трещины 22,4 мм, а ее высота 20,6 мм (рис. 11а). Данные металлографического анализа после изъятия объекта из эксплуатации показали совпадение с полученными результатами с точностью 0,4 мм. Значение погрешности несколько уступает технологии TOFD, однако, в рассматриваемом примере рутинный контроль выполнялся наклонным преобразователем единственно возможным эхо-методом ввиду ограниченного одностороннего доступа к сварному шву - в таких случаях технология TOFD не применима. Важно, что для идентификации трещины и определения ее абсолютного размера применялся типовой наклонный преобразователь, который использовался для рутинного контроля, и что В-развертка поперечного сечения получена также во время рутинного сканирования, а потому идентификация трещины и определение ее истинной длины проведены в результате повторного виртуального сканирования, и не требовалось дополнительно озвучивать сечение дефекта.
Рис. 11. Восстановление последовательности эхо-сигналов при перемещении преобразователя в плоскости поперечного сечения сварного шва с усталостной трещиной (курсор показывает положение точки ввода преобразователя, в соответствии с которым восстанавливается А-развертка; при этом также воспроизводится ход центрального луча в объекте контроля; значение L = 138,5 мм указывает расположение анализируемого попереч-ного сечения вдоль оси шва). Данные любезно предоставлены фирмой NDIC (Япония), выявившей и проанализировавшей дефект с использованием дефектоскопа ISONIC 2001 фирмы Sonotron NDT

Для обнаружения и оценки деградации толщины стенки основного металла в результате коррозии и/или эрозии используется картография. На рис. 12 приведена фотография реального фрагмента внутренней поверхности стенки резервуара (а), ее B-, C- и D-развертки (б), статистический анализ дефектного участка (в), а также трехмерное изображение (г).
Рис. 12. Коррозионное повреждение внутренней поверхности резервуара, его обнаружение и анализ. Данные, полученные с использованием прибора ISONIC 2001 фирмы Sonotron NDT, любезно предоставлены фирмой Velosi (Малайзия)

С учетом того, что определение остаточного ресурса объектов является многопараметровой задачей, и при ее решении широко используются вычислительные методы и соответствующее программное обеспечение важно, чтобы результаты НК могли бы быть импортированы и использованы названным программным обеспечением. С этой целью приборы фирмы Sonotron NDT поставляются заинтересованным потребителям в комплекте с программными пакетами, обеспечивающими представление результатов контроля в общепринятых форматах - MS Excel®, ASCII, Mathlab®.
Выводы
1. Определение истинных размеров и конфигурации обнаруженных дефектов сопряжено с дополнительными действиями, выходящими за рамки процедур рутинного НК.
2. Определение истинных размеров и конфигурации дефектов регламентируется потребностью потребителя в результатах НК. При массовом производстве однотипных объектов, как правило, выгоднее просто браковать или ремонтировать все объекты, где выявлены дефекты, не занимаясь их дополнительным анализом.
3. При контроле эксплуатируемых объектов определение истинных размеров и конфигурации дефектов является необходимым условием для расчета остаточного ресурса или принятия решения о ремонте или изъятии из применения.
4. Для компактных дефектов, таких как усталостные и коррозионные трещины, важными параметрами являются их абсолютные размеры и ориентация. В случае распределенных дефектов (коррозионные и другие повреждения) средства НК должны представлять статистическую характеристику степени дефектности объекта.
5. Для обеспечения объективности измерения абсолютных размеров дефекта следует сохранять всю информацию, воспринимаемую средствами НК, в необработанном виде. Это позволяет при необходимости многократно осуществлять повторное виртуальное сканирование объекта, анализ и измерение сигналов и параметров дефекта в более комфортных условиях по сравнению с условиями выполнения контроля. При этом возможно привлечение независимых экспертов в спорных ситуациях.
6. Современные технологии определения остаточного ресурса эксплуатируемых объектов базируются на использовании многопараметрового анализа с использованием соответствующего программного обеспечения. Поэтому важно, чтобы информация о дефектов, накопленная средствами НК, экспортировалась в формате, совместимом с требуемым программным обеспечением.
admin вне форума   Ответить с цитированием
Благодарность от:
Старый 25.10.2012, 16:03   #2
admin
Администратор
 
Аватар для admin
 
Регистрация: 16.04.2012
Сообщений: 1,963
Благодарил(а): 53 раз(а)
Поблагодарили: 195 раз(а)
Записей в дневнике: 3
Репутация: 152
По умолчанию Re: НК как компонент стратегии минимизации рисков и затрат

Пасси Г. НК как компонент стратегии минимизации рисков и затрат на эксплуатацию и обслуживание потенциально опасных объектов. − Мир НК. − Сентябрь 2007 г. − № 3 (37). − С. 4−9. Статья любезно предоставлена редакцией журнала «Мир НК» (http://www.ndtworld.com).
admin вне форума   Ответить с цитированием
Старый 28.01.2014, 14:52   #3
Михаил Грудский
Новичок
 
Регистрация: 07.09.2012
Адрес: Санкт-Петербург
Сообщений: 12
Благодарил(а): 2 раз(а)
Поблагодарили: 6 раз(а)
Репутация: 0
По умолчанию

И здесь без рисунков статья много теряет. А то, что отсутствует список литературы и соответствующие ссылки — в данном случае вообще криминал!!!
Необходимо исправить!
Цитата:
Сообщение от admin Посмотреть сообщение
Пасси Г. НК как компонент стратегии минимизации рисков и затрат на эксплуатацию и обслуживание потенциально опасных объектов. − Мир НК. − Сентябрь 2007 г. − № 3 (37). − С. 4−9.
Михаил Грудский вне форума   Ответить с цитированием
Старый 28.01.2014, 20:45   #4
admin
Администратор
 
Аватар для admin
 
Регистрация: 16.04.2012
Сообщений: 1,963
Благодарил(а): 53 раз(а)
Поблагодарили: 195 раз(а)
Записей в дневнике: 3
Репутация: 152
По умолчанию

Выкладываю PDF-версию, самую полную, точную и достоверную.
Вложения
Тип файла: rar Статья.rar (5.45 Мб, 70 просмотров)
admin вне форума   Ответить с цитированием
2 благодарности(ей) от:
Ответ
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Проблемы прогнозирования работоспособности конструкций по данным НК В мире НК Статьи о дефектоскопии 5 12.10.2015 04:56
О некоторых проблемах в области НК и путях их решения В мире НК Статьи о дефектоскопии 1 25.12.2014 05:42
Требования к неразрушающему контролю с точки зрения прочности В мире НК Статьи о дефектоскопии 3 11.12.2014 04:39
Аттестация персонала, выполняющего контроль качества оборудования и трубопроводов на В мире НК Статьи о дефектоскопии 7 05.11.2014 05:02
Особенности экспертизы и НК металлических конструкций эксплу admin Статьи о дефектоскопии 1 10.06.2013 14:09


Опции темы
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход



Текущее время: 21:00. Часовой пояс GMT +3. Copyright ©2000 - 2017. Перевод: zCarot.