Мониторинг технического состояния горизонтальных стальных заглубленных резервуаров и оценка их остаточного ресурса

го окна втулки, у втулки — рабочая поверхность, расположенная над верхней кромкой впускного отверстия. Незначительный износ местного характера наблюдается также у нижней кромки перепускного окна втулки и у верхней кромки винтовой канадки плунжера, примыкающей к перепускному окну.

Анализ изношенных поверхностей плунжерных пар показал, что износы плунжера и втулки носят ярко выраженный абразивный характер. При исследовании снято более 400 профилограмм. На основании их исследования можно утверждать, что изношенные поверхности плунжера и втулки имеют вид желоба, изменяющегося по длине и глубине. Глубина износа изменяется по кривой. Крутизна этой кривой уменьшается с увеличением наработки плунжерной пары. Зона наибольшего износа со-

средоточена у торца головки плунжера и у верхней кромки впускного отверстия втулки. Величина максимального износа плунжера и втулки постепенно уменьшается по длине зоны местных износов. Одновременно с уменьшением глубины по длине желоба у плунжера и втулки происходит ее уменьшение и по ширине.

Список литературы

1. ГОСТ 9927-71. Плунжерные пары топливных насосов дизелей. Технические требования.

2. Мылов, А.А. Топливная аппаратура автотракторных и комбайновых дизелей. Технические требования на капитальный ремонт / А.А. Мылов [и др.]. М.: ГОСНИТИ, 1989. — 287 с.

3. ГОСТ 25708-83. Прецизионные пары топливной аппаратуры дизелей. Общие технические условия.

УДК 624.1-445-62

B.М. Таран, канд. техн. наук, ст. науч. сотрудник

C.В. Дмитриев, мл. науч. сотрудник

ФАУ 25 «Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны России»

мониторинг технического состояния горизонтальных стальных заглубленных резервуаров и оценка их остаточного ресурса

Обеспечение максимально возможного срока

службы резервуарных парков для хранения нефтепродуктов, продление их сроков эксплуатации в условиях жестко ограниченных средств (финансовых возможностей, человеческих ресурсов и др.) — одна из актуальных проблем для технических специалистов, работающих в сфере нефте-продуктообеспечения. Отказы, неисправности или дефекты резервуаров могут приводить к тяжелым последствиям: авариям и катастрофам, поражению окружающей среды, человеческим жертвам, большим финансовым и материальным потерям. Особое значение это имеет для нефтескладов сельскохозяйственных предприятий, где заглубленные горизонтальные резервуары эксплуатируются длительное время, а контроль за их техническим состоянием, как правило, не осуществляется.

При проведении мониторинга технического состояния (ТС) резервуарных парков одна из актуальных задач — объективное, своевременное обнаружение дефектов и организация контроля за развитием этих дефектов из-за старения элементов конструкции резервуаров при эксплуатации.

Основными проблемами мониторинга технического состояния резервуаров горизонтальных стальных заглубленных (РГСЗ), как показал анализ руководящей технической документации, являются

отсутствие достоверной методики оценки технического состояния РГСЗ и четких обоснованных критериев оценки технического состояния РГСЗ, а также достоверного математического аппарата для прогнозирования процессов развития характерных для РГСЗ дефектов.

Сложность задачи оценки технического состояния заключается в многофакторности воздействия условий эксплуатации на РГСЗ. К таким факторам относятся: давление насыпного грунта: воздействие грунтовых вод; избыточное давление нефтепродукта; малоциклические нагрузки, связанные с производством технологических операций; химическое воздействие почвы на металл внешней поверхности резервуаров, а также воздействие хранимого продукта, вызывающее коррозионное поражение с внутренней поверхности резервуара. Эти воздействия приводят к появлению неисправностей и дефектов, которые впоследствии служат причиной возникновения аварийных ситуаций.

Исследование существующих дефектов, характерных для РГСЗ, позволило разделить их на типовые группы:

• трещины и сквозные отверстия;

• дефекты сварных швов;

• изменение геометрии;

АГРОИНЖЕНЕРИЯ

Методика оценки технического состояния и прогноза остаточного ресурса РГСЗ

Осмотр и подготовка к испытаниям РГСЗ

Проверка исправности технологического оборудования. Испытания на герметичность

Установка диагностического

оборудования, разметка объекта контроля. Измерение параметров,

характеризующих условия эксплуатации РГСЗ

51

Применение визуально-измерительного контроля

ч>

УЗК-толщинометрия / УЗК-сканирование

и

УЗК выявленных дефектов с определением их параметров

X

§

н и о

и

о и о и и и

у

5 X

X ы

н

<

Ьй X

ы

а о

Трещина

Дефекты сварных швов

Л i

РД по контролю сварных швов металлических конструкций

Л у

Дефект

изменения

геометрии.

0 < У < 1 т иг

Коррозионное повреждение

0 < Укор < 1

v

Угол уклона

резервуара

0 < У укл < 1

Л Л я о

3 ^

•ф щ

О а

« О

а ° * £ я К я 2

Я я а н

о © °

Я ¡3 © =

А Й

И О

о

о а

о

х

т

1

X

2 «

О -

0

а

и

V X

1

*

V -

О -

о

«

а

«

т

о й о

X

0 &

и «

1

и X в

Я .,

2 « я ^

Ё о

« Ь 9 §

§ «

5 я

я & Й

« £

Ям _ «

Ж ко я _ в 2

в £

6 «

5 г

8 о а н о а н

©

Принципиальная схема формирования методики оценки технического состояния и прогноза остаточного ресурса РГСЗ

• коррозионные повреждения;

• превышение угла уклона резервуара.

Представленная классификация позволяет описать параметры дефектов, выделить и обосновать критерии оценки технического состояния РГСЗ через введение коэффициента технического состояния:

о

¥

и.г

и.г

где г(кор укл) — коэффициент технического состояния для дефекта изменение геометрии (коррозионного повреждения, превышения угла уклона); сиг(кор укл) — местные напряжения, возникающие вследствие развития дефекта изменение геометрии (коррозионного повреждения, превышение угла уклона), МПа; ашах — наибольшие допустимые расчетные напряжения, МПа; сэкспл — местные напряжения, вызванные условиями эксплуатации (давление грунтовой обсыпки, веса жидкости при наполнении резервуара), МПа.

Следует учесть, что дефекты в виде трещин и отверстий недопустимы, а браковочные значения дефектов сварных швов регламентированы руково-

дящими документами [1-3]. Коэффициент технического состояния рассчитывают отдельно для каждого типа дефектов.

Заключение о техническом состоянии делают на основе выполнения условия работоспособности резервуара:

0 <

, < 1.

' и.г

Если для местных напряжений, вызванных дефектами изменения геометрии и коррозионными повреждениями, расчетные формулы можно получить из теории прочностных расчетов материала и конструкции РГСЗ [4], то для достоверного расчета местных напряжений, вызванных увеличением угла уклона резервуара и возникающих в нижней точке сварного шва, который соединяет днище (со стороны уклона) и обечайку резервуара, необходимы дополнительные исследования.

На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработана методика оценки технического состояния и прогноза остаточного ресурса РГСЗ, алгоритм которой

представлен на рисунке. В основу методики оценки технического состояния РГСЗ положено последовательное применение современных средств неразру-шающего контроля для выявления и описания параметров существующих дефектов с последующей оценкой критериев их технического состояния. Прогнозирование остаточного ресурса осуществлено на основе достоверных моделей прогноза развития выявляемых дефектов. В основу моделей прогнозирования положены результаты дополнительных исследований дефектов коррозионного повреждения.

Таким образом, разработка методики оценки технического состояния РГСЗ с применением современных методов неразрушающего контроля по-

зволяет достоверно решать проблему технического мониторинга РГСЗ и прогнозировать остаточный срок эксплуатации.

Список литературы

1. СТО 00220256-005-2005. Швы стыковых, угловых и тавровых сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Методика ультразвукового контроля.

2. РД РОСЭК 001-96. Машины подъемные, конструкции металлические, контроль ультразвуковой. Основные положения.

3. ГОСТ 23118-99. Конструкции стальные, строительные, общие технические условия.

4. ВСП 34-01-03. Руководство по расчету и конструированию металлических резервуаров и трубопроводов на складах горючего МО РФ.

УДК.631.3-77.004 С.И. Бабяк, аспирант

ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства»

структурные особенности химических покрытий №-р-си

В течение последних лет появились разработки химических методов получения металлических покрытий различными сплавами из жидких сред. С переходом от электролиза к химическому осаждению исключается потребность в источниках постоянного тока, отпадает необходимость сообщать электрическую проводимость поверхности изделий из неметаллических материалов и появляется возможность нанесения равномерного по толщине при условии равнодоступности раствора ко всей покрываемой поверхности изделия.

При восстановлении размеров деталей с небольшим износом представляют интерес химические покрытия №-Р с добавлением до 1,5 % меди, обладающие высокой износостойкостью, микротвердостью и адгезией.

Сущность метода химического осаждения заключается в восстановлении металлов из растворов их солей. При этом наряду с исходными солями в раствор вводят восстановители и различные добавки, стабилизирующие свойства растворов и регулирующие скорость и механизм процесса осаждения.

Для химического осаждения металлов используют различные восстановители: гипофосфит, гидразин, формальдегид, борогидрид, боразины, гидра-зинборан, а также ионы металлов в низшей степени окисления (Бе2 + 8п2 +, Л3 +, Сг2+, Со2 +). Выбор восстановителя определяется главным образом природой осаждаемого металла.

Наибольшее применение для химического никелирования получили растворы, содержащие в качестве восстановителя гипофосфит натрия, которые

используют для получения никелевых и кобальтовых покрытий, так как именно эти металлы обладают в достаточной степени автокаталитическими свойствами.

Фосфор в химически восстановленном никеле находится не в виде фосфида, т. е. производного фосфористого водорода, а в виде твердого раствора фосфора в никеле. Подобное строение осадка существенным образом определяет физико-механические свойства покрытия.

Установлено, что помимо фазы твердого раствора фосфора в никеле (гексагональная плотная упаковка) существует ряд химических соединений состава №3Р, №5Р2, №2Р. При нагревании аморфный осадок переходит в кристаллическое состояние, и этот процесс необратим. Так, в процессе нагрева в вакууме при температуре свыше 300 °С происходит превращение исходной структуры в двухфазную, состоящую из фазы №3Р и фазы твердого раствора (внедрения) фосфора в Р-№ с гранецентриро-ванной кубической решеткой (ГПК). С увеличением температуры нагрева количество фазы №3Р возрастает за счет распада твердого раствора [1, 2]. Сплав №-Р-Си в исходном состоянии представляет собой твердый раствор замещения меди и фосфора в решетке кубического гранецентрированного Р-никеля. Кроме того, введение в раствор ионов более электроположительного металла сдвигает потенциал выделения сплава в более положительную сторону. Стационарный потенциал при осаждении №-Р-сплава из щелочного раствора на углеродистые стали составляет 750 мВ; №-Р-Си — 640.. .660 мВ.