РД 03-131-97

РУКОВОДЯЩИЕ ДОКУМЕНТЫ ГОСГОРТЕХНАДЗОРА РОССИИ

ПРАВИЛА ОРГАНИЗАЦИИ И ПРОВЕДЕНИЯ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО
КОНТРОЛЯ СОСУДОВ, АППАРАТОВ, КОТЛОВ
И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ

     

Дата введения 1997-01-01

УТВЕРЖДЕНЫ постановлением Госгортехнадзора России от 11.11.96 N 44

ВНЕСЕНО Изменение N 1, принятое и введенное в действие постановлением Госгортехнадзора России от 21.11.2002 N 66 и опубликованное в официальном издании

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту официального издания

Разделы, пункты, таблицы, в которые внесены изменения, отмечены в настоящем документе (К)

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Назначение и область применения

Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов* устанавливают требования, обеспечивающие организацию и проведение акустико-эмиссионного контроля объектов, подконтрольных Госгортехнадзору России, и распространяются на проведение акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов, работающих при избыточном давлении. Использование настоящего документа для других объектов допускается только по согласованию с органами, осуществляющими надзор за их безопасной эксплуатацией.

_______________

* Далее по тексту - Правил акустико-эмиссионного контроля.

1.1.1. Основные положения по применению акустико-эмиссионного метода контроля сосудов, котлов,
аппаратов и технологических трубопроводов

Метод акустической эмиссии (АЭ) обеспечивает выявление развивающихся дефектов посредством регистрации и анализа акустических волн, возникающих в процессе пластической деформации и роста трещин в контролируемых объектах. Кроме того, метод АЭ позволяет выявить истечение рабочего тела (жидкости или газа) через сквозные отверстия в контролируемом объекте. Указанные свойства метода АЭ дают возможность формировать адекватную систему классификации дефектов и критерии оценки технического состояния, объекта, основанные на реальном влиянии дефекта на объект.

Характерными особенностями метода АЭ, определяющими его возможности, параметры и области применения, являются следующие:

Метод АЭ обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся дефектов, что позволяет классифицировать дефекты не по размерам, а по степени их опасности.

В производственных условиях метод АЭ позволяет выявить приращение трещины на десятые доли миллиметра. Предельная чувствительность акустико-эмиссионной аппаратуры по расчетным оценкам составляет порядка 1·10 мм, что соответствует выявлению скачка трещины протяженностью 1 мкм на величину 1 мкм, что указывает на весьма высокую чувствительность к растущим дефектам.

Свойство интегральности метода АЭ обеспечивает контроль всего объекта с использованием одного или нескольких преобразователей АЭ, неподвижно установленных на поверхности объекта.

Метод АЭ позволяет проводить контроль различных технологических процессов и процессов изменения свойств и состояния материалов.

Положение и ориентация дефекта не влияют на выявляемость дефектов.

Метод АЭ имеет меньше ограничений, связанных со свойствами и структурой конструкционных материалов, чем другие методы неразрушающего контроля.

Особенностью метода АЭ, ограничивающей его применение, является в ряде случаев трудность выделения сигналов АЭ из помех. Это связано с тем, что сигналы АЭ являются шумоподобными, поскольку АЭ является случайным импульсным процессом. Поэтому, когда сигналы АЭ малы по амплитуде, выделение полезного сигнала из помех представляет собой сложную задачу. При развитии дефекта, когда его размеры приближаются к критическому значению, амплитуда сигналов АЭ и темп их генерации резко увеличиваются, что приводит к значительному возрастанию вероятности обнаружения такого источника АЭ.

Метод АЭ может быть использован для контроля объектов при их изготовлении - в процессе приемочных испытаний, при периодических технических освидетельствованиях, в процессе эксплуатации.

Целью акустико-эмиссионного контроля является обнаружение, определение координат и слежение (мониторинг) за источниками АЭ, связанными с несплошностями на поверхности или в объеме стенки сосуда, сварного соединения и изготовленных частей и компонентов. Источники АЭ рекомендуется при наличии технической возможности оценить другими методами неразрушающими контроля. Метод АЭ может быть использован также для оценки скорости развития дефекта в целях заблаговременного прекращения испытаний и предотвращения разрушения изделия. Регистрация АЭ позволяет определить образование свищей, сквозных трещин, протечек в уплотнениях, заглушках, арматуре и фланцевых соединениях.

Акустико-эмиссионный контроль технического состояния обследуемых объектов проводится только при создании в конструкции напряженного состояния, инициирующего в материале объекта работу источников АЭ. Для этого объект подвергается нагружению силой, давлением, температурным полем и т.д. Выбор вида нагрузки определяется конструкцией объекта и условиями его работы, характером испытаний.

1.1.2. Схемы применения акустико-эмиссионного метода контроля

Метод АЭ рекомендуется использовать для контроля промышленных объектов по следующим схемам, включающим в ряде случаев использование других методов неразрушающего контроля:

1.1.2.1. Проводят акустико-эмиссионный контроль объекта. В случае выявления источников АЭ в месте их расположения проводят контроль одним из традиционных методов неразрушающего контроля - ультразвуковым (УЗК), радиационным, магнитным (МПД), капиллярным (КД) и другими, предусмотренными нормативно-техническими документами. Данную схему рекомендуется использовать при контроле объектов, находящихся в эксплуатации. При этом сокращается объем традиционных методов неразрушающего контроля, поскольку в случае применения традиционных методов необходимо проведение сканирования по всей поверхности (объему) контролируемого объекта.

1.1.2.2. Проводят контроль одним или несколькими методами неразрушающего контроля. При обнаружении недопустимых (по нормам традиционных методов контроля) дефектов или при возникновении сомнения в достоверности применяемых методов неразрушающего контроля проводят контроль объекта с использованием метода АЭ. Окончательное решение о допуске объекта в эксплуатацию или ремонте обнаруженных дефектов принимают по результатам проведенного акустико-эмиссионного контроля.

1.1.2.3. В случае наличия в объекте дефекта, выявленного одним из методов неразрушающего контроля, метод АЭ используют для слежения за развитием этого дефекта. При этом может быть использован экономный вариант системы контроля, с применением одноканальной или малоканальной конфигурации акустико-эмиссионной аппаратуры.

1.1.2.4. Метод АЭ в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, применяют при пневмоиспытании объекта в качестве сопровождающего метода, повышающего безопасность проведения испытаний. В этом случае целью применения акустико-эмиссионного контроля служит обеспечение предупреждения возможности катастрофического разрушения. Рекомендуется использовать метод АЭ в качестве сопровождающего метода при гидроиспытании объектов.

1.1.2.5. Метод АЭ может быть использован для оценки остаточного ресурса и решения вопроса относительно возможности дальнейшей эксплуатации объекта. Оценка ресурса производится с использованием специально разработанной методики, согласованной с Госгортехнадзором России. При этом достоверность результатов зависит от объема и качества априорной информации о моделях развития повреждений и состояния материала контролируемого объекта.

1.1.3. Порядок применения метода акустической эмиссии

1.1.3.1. Акустико-эмиссионный контроль проводят во всех случаях, когда он предусмотрен правилами безопасности или технической документацией на объект.

1.1.3.2. Акустико-эмиссионный контроль проводят во всех случаях, когда нормативно-техническими документами на объект предусмотрено проведение неразрушающего контроля (ультразвуковой контроль, радиография, МПД, КД и другими методами неразрушающего контроля), но по техническим или другим причинам проведение неразрушающего контроля указанными методами затруднительно или невозможно.

1.1.3.3. Допускается использование акустико-эмиссионного контроля самостоятельно, а также вместо перечисленных в п.1.1.3.2. методов неразрушающего контроля по согласованию с Госгортехнадзором России.

1.2. Объекты контроля

Настоящий документ распространяется на емкостное, колонное, реакторное, теплообменное оборудование химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств, изотермические хранилища, хранилища сжиженных углеводородных газов под давлением, резервуары нефтепродуктов и агрессивных жидкостей, оборудование аммиачных холодильных установок, сосуды, котлы, аппараты, технологические трубопроводы пара и горячей воды и их элементы.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ, ИСПОЛНИТЕЛЯМ И ПОРЯДОК ПОДГОТОВКИ К ВЫПОЛНЕНИЮ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО КОНТРОЛЯ

2.1. Организация контроля

В подготовке и проведении акустико-эмиссионного контроля участвуют как исполнитель, так и заказчик. Существенным фактором, влияющим на результаты акустико-эмиссионного контроля, являются меры, предшествующие непосредственно его проведению. Выполняются следующие действия:

2.1.1. После получения официальной заявки от заказчика представитель исполнителя проводит предварительное ознакомление с объектом контроля с целью изучения технической возможности проведения контроля. На данной стадии решается вопрос о виде контроля: акустико-эмиссионный контроль объекта может быть разовым, постоянно-периодическим с использованием переносных приборов и постоянным с использованием стационарных приборов (мониторинг).

2.1.2. После оформления договора на проведение акустико-эмиссионного контроля заказчик представляет исполнителю всю необходимую для проведения контроля проектную и техническую документацию на объект контроля с фактическими условиями и режимами эксплуатации.

2.1.3. После ознакомления с документацией на объект исполнитель составляет Программу работ по акустико-эмиссионному контролю объекта*. Программа работ утверждается ответственным должностным лицом предприятия-заказчика. Это должны быть главный инженер (технический директор) предприятия либо лицо его замещающее.

_______________

* Далее по тексту - Программа работ.

В Программе работ должны быть отражены мероприятия, проводимые предприятием-заказчиком по подготовке к выполнению акустико-эмиссионного контроля, порядок проведения работ с выделением обязанностей каждого участника работ как со стороны исполнителя, так и со стороны заказчика. Программа работ должна включать организационно-технические мероприятия, обеспечивающие успешное выполнение акустико-эмиссионного контроля. В Программу работ должны входить следующие мероприятия:

предоставление помещения для размещения акустико-эмиссионной аппаратуры (при необходимости). Температура в помещении должна быть не ниже 18 °С, оно должно быть обеспечено электропитанием напряжением 220 В и мощностью не ниже 10 кВт;

обеспечение доступа к местам установки преобразователей АЭ на объекте контроля. Заказчик, при необходимости, должен обеспечить подъемные механизмы, установить леса, изготовить и установить заглушки, выделить персонал для вспомогательных работ, включая вырезку окон в теплоизоляции и зачистку поверхности в местах установки преобразователей АЭ (чистота поверхностей должна быть не хуже Rz40); исполнитель должен отвести всех ремонтных рабочих на период акустико-эмиссионного контроля от контролируемого объекта, прекратить работы на близко расположенных объектах и т.д.;

обеспечение изменения нагрузки на объект согласно графику нагружения, разработанному исполнителем;

обеспечение двусторонней связи между персоналом, выполняющим контроль, и эксплуатационным персоналом, осуществляющим изменение нагрузки;

проведение инструктажа по технике безопасности и обеспечение специалистов, проводящих акустико-эмиссионный контроль, индивидуальными средствами защиты и спецодеждой.

Мероприятия по безопасному ведению работ выполняются предприятием-заказчиком.

2.2. Предварительное изучение объекта контроля

Перед проведением акустико-эмиссионного контроля исполнитель должен тщательно изучить объект контроля с целью получения данных для разработки конкретной технологии акустико-эмиссионного контроля данного объекта. "Технология контроля объекта"*, являющаяся частью Программы работ, должна быть разработана на основании настоящего документа и данных, полученных при изучении объекта контроля. Технология контроля должна быть приведена в отчетной документации по контролю.

_______________

* Далее по тексту - Технология контроля.

При разработке Технологии контроля необходимо иметь следующие данные:

2.2.1. Акустические свойства материала и контролируемого объекта, включая необходимые для выполнения акустико-эмиссионного контроля скорости и коэффициенты затухания волн, импедансы материалов.

2.2.2. Требуемые для акустико-эмиссионного контроля свойства материала объекта.

2.2.3. Параметры объекта как акустического канала. Акустические и акустико-эмиссионные параметры получают при предварительном изучении объекта контроля либо используют известные из технической и научной литературы данные.

На основании полученных данных разрабатывают методические приемы контроля объекта, а также разрабатывают систему (либо выбирают из уже существующих систем и критериев) классификации источников АЭ и критериев оценки результатов контроля. Выбор системы классификации источников АЭ и критериев оценки рекомендуется согласовывать со специализированной экспертной организацией из числа аккредитованных Госгортехнадзором России.

2.2.4. Технология контроля согласовывается с заказчиком до проведения контроля с целью выполнения заказчиком необходимых подготовительных работ.

В Технологии контроля должна содержаться следующая информация:

а) материал и конструкция контролируемого объекта, включая размеры и форму, тип хранимого (рабочего) продукта;

б) данные о параметрах шумов;

в) тип и параметры преобразователей АЭ, их изготовитель, сведения о калибровке;

г) метод крепления преобразователей АЭ;

д) контактная среда;

е) очистка объекта после контроля;

ж) схема расположения преобразователей АЭ;

з) тип прибора АЭ, его параметры;

и) описание системы и результатов калибровки акустико-эмиссионной аппаратуры;

к) регистрируемые данные и методы регистрации;

л) система классификации источников АЭ и критерии оценки состояния контролируемого объекта по результатам контроля;

м) квалификация операторов.

Данные об объекте контроля и основных параметрах контроля заносят в протокол по результатам акустико-эмиссионного контроля (приложение 4).

Полностью описывают процедуру гидро-(пневмо-)испытания; приводят графики изменения нагрузки и температуры во времени.