POLEZEN.RU http://www.mainlink.ru/?partnerid=36093

 

 






Партнерские ссылки












На главную

Оценка достоверности результатов выборочного контроля толщины стенок аппаратов

ж. "Химическое и нефтяное машиностроение",1990, №2, с.32-33.

Авторы Маннапов Р.Г., Химченко Н.В., Иванова Н.Г.

  

По истечении назначенного срока службы аппараты химических производств подлежат техническому освидетельствованию, непременной частью которого является измерение остаточной толщины стенок. Обычно при обследованиях толщину стенок измеряют портативными ультразвуковыми толщиномерами "Кварц-6", "Кварц-15", УТ-93П и др. С помощью приборов этого типа можно измерять толщину стенок с погрешностью до 0,1 - 0,2 мм. В связи с большой трудоемкостью и сложностью проведения сплошного контроля по всей по-верхности аппаратов применяют выборочный контроль, однако достоверность такого контроля при этом не определяют.

Авторами проанализированы результаты толщинометрии, полученные при обследовании аппаратов в Казанском ПО "Оргсинтез", и даны рекомендации по определению минимально необходимого объема измерений для оценки их надежности с требуемой достоверностью.

Обследованное оборудование эксплуатируется в производствах полиэтилена, окиси этилена, фенол-ацетона и других продуктов в течение 15 лет и более. В этих производствах в основном используется емкостная, теплообменная и колонная аппаратура без футеровки, имеющая теплоизоляцию и размещенная в большинстве случаев на открытых площадках. Обследование оборудования производилось с целью обеспечения его безопасной эксплуатации после отработанного нормативного ресурса. В соответствии с разработанной НИИхиммашем комплексной программой при обследовании проводили коррозионные исследования, ультразвуковую толщинометрию, дефектоскопию различными физическими методами, а также исследовали прочность аппаратов с учетом влияния условий эксплуатации, объема контроля качества сварных соединений и других факторов'. На основании полученных результатов было выдано заключение о возможности дальнейшей эксплуатации аппаратов.

После осмотра каждого аппарата и определения характера коррозии проводили ультразвуковую толщинометрию в 15-70 точках поверхности (в зависимости от результатов осмотра). Результаты измерений толщины стенок нескольких одинаковых аппаратов, эксплуатирующихся в одинаковых условиях, после проверки на однородность по критерию Фишера были объединены в общие выборки, что позволило получить статистические данные, достаточные для проверки полученных выборок по критериям согласия с теоретическими распределениями.

Гистограммы частот по результатам измерений толщин стенок аппаратов

На рис.1 приведены характерные гистограммы, построенные по результатам измерений толщин стенок аппаратов двух видов. Как видно из рис. 1-а распределение толщин симметрично относительно выборочного среднего, что соответствует симметричному закону распределения (например, нормальному). Среднее квадратическое отклонение составляет 0,24 мм и соизмеримо с погрешностью измерительного прибора "Кварц-15" и допускаемыми отклонениями от номинальной толщины металла проката. На рис. 1-б распределение толщин несимметрично относительно выборочного среднего. Среднее квадратическое отклонение (0,71 мм) значительно больше погрешности измерения и исходной дисперсии толщины листового проката металла [1]. Таким образом, в данном случае статистический закон распределения толщин стенок аппаратов определяется поверхностным коррозионным разрушением металла. Этот вывод вытекает также из рассмотрения следующей формулы

Формула СКО

Поскольку составляющие подкоренного выражения (1) возводятся в квадрат, влияние первых двух членов на СКО существенно (>5%) лишь в тех случаях, когда их величины превышают 20% величины третьего члена подкоренного выражения. В том случае, когда их доля существенна, гистограмма соответствует симметричному закону распределения (рис.1, а), характерному для распределений погрешности измерений и толщины проката. Если доля первых двух членов подкоренного выражения незначительна, гистограмма соответствует асимметричному закону распределения (рис. 1, б), характерному для распределения глубин коррозионных поражений. В работе [2] показано, что закон распределения глубин коррозионных повреждений металлоконструкций подчиняется закону Вейбулла

Формула распределения по закону Вейбулла

Для проверки соответствия полученных эмпирических распределений остаточных толщин теоретическому распределению глубин проникновения коррозии (Вейбулла) результаты измерений после преобразования были нанесены на вероятностную бумагу.

Эмпирическая функция распределения

Распределение точек на рис. 2 подтверждает соответствие полученного распределения закону Вейбулла. Из изложенного следует, что функция распределения измеренных толщин стенок, подвергшихся коррозии, подчиняется обратному закону Вейбулла:



Анализ дисперсий измеренных толщин стенок 56 аппаратов показал, что при наличии сплошной равномерной коррозии на поверхности стенок аппаратов дисперсия близка к исходной дисперсии толщин проката металла. При неравномерной коррозии измеренная дисперсия значительно превышает исходную, при язвенной - дисперсия еще выше. Поэтому планировать объем измерений следует с учетом вида коррозии стенок оборудования, определяемого его предварительным осмотром. Рекомендации по определению необходимого числа измерений приведены в методике [3]. Следует отметить, что эти рекомендации применимы для однородных данных, т. е. в том случае, когда поверхности находятся в одинаковых условиях эксплуатации (нагружения). Зачастую различные участки поверхности находятся в неодинаковых условиях по степени агрессивного воздействия технологической среды. Поэтому после измерения толщины стенок оборудования в намеченных точках в соответствии с картой контроля должен быть проведен анализ их статистической однородности, например, в соответствии с рекомендациями [4]. При обнаружении на поверхности оборудования участков, подвергшихся коррозии в большей степени, чем другие, их надежность необходимо оценивать отдельно. Для этого могут потребоваться дополнительные измерения, поэтому статистическую обработку результатов измерений необходимо осуществлять непосредственно в ходе обследования аппаратов, а не после его завершения, когда дополнительных измерений сделать нельзя. Традиционно применяемый метод оценки состояния оборудования по минимальной из выборочно измеренных остаточных толщин стенок дает весьма приближенную оценку и при значительной неравномерности коррозии может привести к большим ошибкам.

Поскольку оценка надежности и безопасности оборудования, особенно работающего под давлением легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ, очень важна, необходим научно обоснованный подход к проведению обследования и технического освидетельствования оборудования. При этом приближенные оценки недопустимы, и следует провести расчет надежности оборудования с заданной гарантией и достоверностью результата. Применение изложенного подхода позволяет оценивать достоверность контроля надежности обследуемого оборудования при минимальном объеме измерений.

Список литературы
1. Кузнецов А. А. Вероятностные характеристики прочности авиационных материалов и размеров сортамента. М.: Машиностроение, 1970. 566 с.
2. Маннапов Р. Г. Статистические закономерности коррозионного разрушения поверхности металлов // Надежность и контроль качества. 1988. № 9. С. 48- 52.
3. РД 26-10-87. Методические указания. Оценка надежности химического и нефтяного оборудования при поверхностном разрушении. М.: НИИхиммаш, 1987. 31 с.
4. РД 26-11-21-88. Надежность изделий химического и нефтяного машиностроения. Система контроля и оценки надежности машин в эксплуатации. Методика оценки показателей надежности по результатам эксплуатационных наблюдений (испытаний). М.: НИИхиммаш, 1988, 122 с.

Публикации по теме.


 




    Календари   

  Умные мысли

   Поздравления 

Прогр.-полезняшки

Мужч.и женщины

  Безопасность 

  Будь здоров! 

О жизни и смерти

  Забавные истории

     На Главную    


© Polezen.ru 2003-2018.