Нормативно-техническая база неразрушающего контроля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Ульяновский Государственный Технический Университет

МЦОО «Партнёр»

Кафедра «Правоведение»

Контрольная работа

по дисциплине «Физическое металловедение»

на тему: Нормативно-техническая база неразрушающего контроля. История развития методов контроля

Выполнил:

Савочкин А.В.

Проверила:

Мищенко О.В.

Ульяновск, 2016 г.

Содержание

Введение

1. Методы неразрушающего контроля

2. Развитие нормативно-методической базы неразрушающего контроля на производственных объектах

3. История развития методов контроля

Заключение

Литература

Введение

Одной из форм оценки соответствия, выполняемой в рамках Единой системы оценки соответствия, на объектах, подконтрольных Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору (ЕС ОС Ростехнадзора), является проведение неразрушающего контроля (НК) технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на производственных объектах. Неразрушающий контроль, благодаря своей способности не нарушать пригодности объектов контроля к дальнейшему использованию, стал важнейшим инструментом оценки работоспособности различных видов оборудования в процессе его эксплуатации. Актуальность широкого применения эксплуатационного НК обусловливается необходимостью обеспечения промышленной безопасности в условиях значительного количества технических устройств и сооружений, выработавших свой ресурс, и отсутствия, в ряде случаев, средств на их замену и реконструкцию. В то же время возрастает роль НК при изготовлении и ремонте оборудования. Это связано с внедрением высокопрочных сталей, которые более чувствительны к наличию различных видов дефектов, и с широким использованием новых методов расчета конструкций.

Вследствие вышеуказанных причин объемы НК постоянно возрастают, и количество аттестованных специалистов и лабораторий НК из года в год увеличивается. В настоящее время в ЕС ОС Ростехнадзора работают свыше 28 тыс. аттестованных специалистов и 3 тыс. лабораторий НК.

При проведении мониторинга технического состояния сложных систем и агрегатов одной из наиболее актуальных является задача объективного своевременного обнаружения дефектов различной природы и организация контроля за развитием дефектов из-за старения элементов при эксплуатации.

Одним из путей предотвращения нежелательных последствий от эксплуатации изделий с дефектами является систематичное использование методов неразрушающего контроля. Дефектом, согласно нормативно-технической документации (ГОСТ 17-102), называется каждое отдельное несоответствие продукции требованиям. Однако в практике применения средств неразрушающего контроля нет полного соответствия понятия "дефект" определению по ГОСТ. Обычно под дефектом понимают отклонение параметра от требований проектно-конструкторской документации, выявленное средствами неразрушающего контроля. Связь такого понятия с определением по ГОСТ устанавливается путем разделения дефектов на допустимые требованиям нормативно-технической документации и недопустимые.

Неразрушающий контроль -- контроль надежности и основных рабочих свойств и параметров объекта или отдельных его элементов и узлов, не требующий выведение объекта из работы либо его демонтажа.

1. Методы неразрушающего контроля

Основными методами неразрушающего контроля являются по ГОСТ 18353-79:

· магнитный -- основанный на анализе взаимодействия магнитного поля с контролируемым объектом;

· электрический -- основанный на регистрации параметров электрического поля, взаимодействующего с контролируемым объектом или возникающего в контролируемом объекте в результате внешнего воздействия;

· вихретоковый -- основанный на анализе взаимодействия электромагнитного поля вихретокового преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в контролируемом объекте;

· радиоволновой -- основанный на регистрации изменений параметров электромагнитных волн радиодиапазона, взаимодействующих с контролируемым объектом;

· тепловой -- основанный на регистрации изменений тепловых или температурных полей контролируемых объектов, вызванных дефектами;

· оптический -- основанный на регистрации параметров оптического излучения, взаимодействующего с контролируемым объектом;

· радиационный -- основанный на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения после взаимодействия с контролируемым объектом. Слово «радиационный» может заменяться словом, обозначающим конкретный вид ионизирующего излучения, например, рентгеновский, нейтронный и т. д.;

· акустический -- основанный на регистрации параметров упругих волн, возбуждаемых или возникающих в контролируемом объекте. При использовании упругих волн ультразвукового диапазона (выше 20 кГц) допустимо применение термина «ультразвуковой» вместо термина «акустический»;

· проникающими веществами -- основанный на проникновении веществ в полости дефектов контролируемого объекта. Термин «проникающими веществами» может изменяться на «капиллярный», а при выявлении сквозных дефектов -- на «течеискание».

Таблица 1 Классификация контроля

ГОСТ 18353-79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методовДанный документ представлен в виде сканер копии, которую вы можете скачать в формате pdf или djvuЗаказать демонстрацию Этот документ входит в профессиональную справочную систему «Техэксперт: Нормы, правила, стандарты и законодательство России». Узнать больше о системеВыбор метода неразрушающего контроля должен быть основан помимо априорного знания о характере дефекта на таких факторах, как:

* условия работы изделия;

* форма и размеры изделия;

* физические свойства материала деталей изделия;

* условия контроля и наличие подходов к проверяемому объекту;

* технические условия на изделия, содержащие количественные критерии недопустимости дефектов и зачастую нормирующие применение методов контроля на конкретном изделии;

* чувствительность методов.

Достоверность результатов определяется чувствительностью методов неразрушающего контроля, выявляемостью и повторяемостью результатов и основана на тщательной калибровке.

Чувствительность метода контроля является важной его характеристикой. В таблице 1 приведена чувствительность для различных методов определения несплошностей в материале изделий.

Таблица 2 Чувствительность методов неразрушающего контроля при определении несплошностей в металле

2. Развитие нормативно-методической базы неразрушающего контроля на производственных объектах

В соответствии с Концепцией управления Системой неразрушающего контроля и основными направлениями ее развития одним из направлений развития системы НК на производственных объектах является развитие ее нормативно-методической базы, в состав которой входят документы, регламентирующие деятельность организационных структур системы НК, и методические документы по НК.

В настоящее время разработаны и действуют документы, регламентирующие деятельность лабораторий НК и независимых органов по аттестации персонала, лабораторий, методических документов и средств НК: Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля и Правила аттестации и основные требования к лабораториям неразрушающего контроля утверждены постановлениями Госгортехнадзора России, зарегистрированными Минюстом России.

Правила аттестации методических документов по неразрушающему контролю и Правила аттестации средств неразрушающего контроля приняты Наблюдательным советом Системы экспертизы промышленной безопасности (В настоящий момент ЕС ОС Ростехнадзора). Таким образом, процедуры аттестации персонала и лабораторий НК являются обязательными, а процедуры аттестации методических документов и средств НК добровольными.

Методических документов по НК технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах, большое многообразие. Их разработкой занимались различные организации, в том числе отраслевые научно-исследовательские институты, заводы-изготовители, ремонтные заводы и экспертные организации. Имеется большое количество методических документов, разработанных для контроля многочисленных объектов НК, идентичных по технической и организационно-методической сущности, но имеющих разные индексы и области применения, которые целесообразно сделать едиными. В то же время целый ряд методов и объектов НК не охвачен существующими методическими документами.

В этих условиях основную работу по разработке методических документов по НК технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах, взял на себя федеральный орган исполнительной власти Госгортехнадзор России, уполномоченный в области промышленной безопасности.

В 2003 г. Госгортехнадзором России введены в действие Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов и Инструкция по визуальному и измерительному контролю.

Правила введены в действие взамен Правил организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов (ПБ 03-131-97) и предназначены для применения при проведении акустико-эмиссионного контроля емкостного, колонного, реакторного, теплообменного оборудования химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств, изотермических хранилищ, хранилищ сжиженных углеводородных газов под давлением, резервуаров нефтепродуктов и агрессивных жидкостей, оборудования аммиачных холодильных установок, сосудов, котлов, аппаратов, технологических трубопроводов, трубопроводов пара и горячей воды и их элементов.

Инструкция введена в действие взамен Инструкции по визуальному и измерительному контролю (РД 34.10.130-96), которая была первым руководящим документом по визуальному и измерительному контролю и распространялась на оборудование, подконтрольное Госгортехнадзору России. Документ был ориентирован в основном на объекты котлонадзора и не учитывал конструктивных особенностей других объектов контроля, например грузоподъемных кранов, карьерных экскаваторов, в металлических конструкциях которых наряду со стыковыми широко применяются тавровые, угловые и нахлесточные сварные соединения.

В 2006 г. Ростехнадзором и НТЦ «Промышленная безопасность» разработаны методические документы по вихретоковому, тепловому, магнитопорошковому и капиллярному контролю технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах:

Методические рекомендации о порядке проведения вихретокового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах;

Методические рекомендации о порядке проведения теплового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах;

Методические рекомендации о порядке проведения магнитопорошкового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах;

Методические рекомендации о порядке проведения капиллярного контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах.

В вышеуказанных рекомендациях приведены рекомендации по организации и технологии вихретокового, теплового, магнитопорошкового и капиллярного контроля конструкций и деталей при изготовлении, строительстве, монтаже, ремонте, реконструкции, эксплуатации, техническом диагностировании (освидетельствовании) технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах. В настоящее время в стадии разработки находятся методические рекомендации о порядке проведения радиационного контроля технических устройств и сооружений.

Для повышения надежности отдельных компонентов и систем, а также безопасности сложных технологических объектов в целом, был предложен и получил развитие подход, позволяющий применять концепцию риска при построении программ эксплуатационного контроля. Особенно актуальны такие разработки для ядерной отрасли, где часто стоит задача эффективного использования ограниченных материальных и финансовых ресурсов при проведении дистанционного или ручного неразрушающего контроля, продолжительность которого ограничена во времени.

Развитие идеологии применения концепции риска для проведения эксплуатационного контроля (Risk Informed In-Service Inspection - RI-ISI) в плане выбора методов неразрушающего контроля и разработки процедур самого контроля меняется в сторону интегрирования неразрушающего контроля в целостную программу управления сложным объектом, в рамках которой фундаментальным и обязательным является понимание механизмов деградации и повреждений, которые являются характерными для вполне определенного места той или иной системы.

Основные этапы применения RI-ISI методологии:

1. Определение объема программы RI-ISI по отношению к системам, то есть выбор системы и сбор данных для каждой системы по результатам работы блоков.

2. Этап 2 сопровождается выявлением режимов/механизмов отказа и их последствий. Для этого используют соответствующий метод FMEA (Failure Mode and Effect Analysis).

Суть метода состоит в использовании систематического и логического процесса для идентификации всех режимов/механизмов отказов на уровне блока, системы, подсистемы, компонент либо процессов. Другими словами, метод индуктивным образом определяет эффекты и последствия влияния отказов на блок, систему или процесс, которые находятся в стадии изучения, а также позволяет лучше понять механизм отказа. Результатом выполнения этого анализа есть кодификация способности системы, компонента системы функционировать с требуемыми параметрами надежности.

Основными элементами метода являются:

- характеристика и назначение системы, подсистемы, компонента и т.д.;

- режимы / механизмы отказа;

- категория частот отказов;

- механизмы отказов и их причины;

- результат отказов (в т.ч. тяжесть последствий и время вынужденного простоя);

- последствия отказов;

- метод обнаружения отказов;

- средства и возможности (в т.ч. проектные) уменьшения вероятностей отказов.

Таблица 4 Основные этапы проведения метода анализа режимов/механизмов отказов и их последствий.

Приведём список нормативно-методических документов, используемых в Системе неразрушающего контроля:

1. ГОСТ 18353-79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов.

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов при Совмине СССР от 11 ноября 1979 г.

2. Национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 53697-2009 (ISO/TS 181173:2005) Контроль неразрушающий.

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. № 1101-ст.

Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО/ТУ 18173:2005 «Контроль неразрушающий. Основные термины и определения» (ISO/TS 18173:2005 «Non-destructive testing - General terms and definitions») путем внесения технических отклонений.

3. Концепция управления Системой неразрушающего контроля и основные направления ее развития // Система неразрушающего контроля. Аттестация лабораторий: Сборник документов. Сер. 28. Вып. 1/ Колл. авт. М.: Государственное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности», 2000.-С. 5-16.

4. ПБ 03-440-02. Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля/ Система неразрушающего контроля. Аттестация персонала: Сборник документов, Сер. 28. Вып. 3/Колл. авт. М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2002. С. 30-80.

5. ПБ 03-372-00. Правила аттестации и основные требования к лабораториям неразрушающего контроля/ Система неразрушающего контроля. Аттестация лабораторий: Сборник документов. Сер. 28. Вып. 1/ Колл. авт. 2-е изд., испр. и доп. М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2002. С. 52-83.

6. Правила аттестации методических документов по неразрушающему контролю/ Система неразрушающего контроля. Аттестация средств методических документов: Сборник документов. Сер. 28. Вып. 5/ Колл. авт. М.: Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2004. С. 83-105.

7. Правила аттестации средств неразрушающего контроля/ Система неразрушающего контроля. Аттестация средств и методических документов: Сборник документов. Сер. 28. Вып. 5/ Колл. авт. М.: Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2004. С. 33-55.

8. РД 03-593-03. Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов. Сер. 03. Вып. 38/ Колл. авт. М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003.-56 с.

9. РД 03-606-03. Инструкция по визуальному и измерительному контролю. Сер. 03. Вып. 39/ Колл. авт. М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2003. 104 с.

10. РД 13-03-2006. Методические рекомендации о порядке проведения вихретокового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах. Сер. 28. Вып. 10/ Колл. авт. М.: Открытое акционерное общество «Научно-технический центр по безопасности в промышленности», 2007. 44 с.

11. РД 13-04-2006. Методические рекомендации о порядке проведения теплового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах. Сер. 28. Вып. 11/ Колл. авт. М.: Открытое акционерное общество «Научно-технический центр по безопасности в промышленности», 2007. 32 с.

12. РД 13-05-2006. Методические рекомендации о порядке проведения магнитопорошкового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах. Сер. 28. Вып. 12/Колл. авт. М.: Открытое акционерное общество «Научно-технический центр по безопасности в промышленности», 2007. 80 с.

13. РД 13-06-2006. Методические рекомендации о порядке проведения капиллярного контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах. Сер. 28. Вып. 13/ Колл. авт. М.: Открытое акционерное общество «Научно-технический центр по безопасности в промышленности», 2007. 44 с.

3. История развития методов контроля

История нейтронной радиографии восходит к открытию нейтрона в начале 30-х годов. Первые работы по нейтронной радиографии были выполнены в 1930 -1940 гг., специалисты СССР начали активно работать в этой области в 70-х годах. Использовать полупроводники для воспроизведения изображений впервые предложил русский изобретатель Е. Е. Горин в 1916 г. Первый электрорентгенографический снимок был получен в 1938 г. промышленный безопасность капиллярный контроль

В мире работы по электрорентгенографии стали проводить с 1950 -1951 гг., а в СССР с 1959 г. С конца 30-х годов, когда в промышленности стало использоваться рентгеновское оборудование, и вплоть до недавнего времени рентгеновская техника почти не прогрессировала. Даже в начале 50-х годов рентгеновское оборудование, использовавшееся в промышленности, представляло главным образом несколько измененные рентгеновские установки медицинского назначения, причем наиболее существенные изменения были направлены на повышение лучевой отдачи излучателей, уменьшение размеров фокусного пятна и удобство эксплуатации. Преобразование рентгеновского излучения в форму, удобную для визуального наблюдения, производилось либо с помощью флуоресцирующих экранов (рентгеноскопия), либо с помощью фотоэмульсии (рентгенография). Рентгеновская техника начала интенсивно развиваться с середины 60-х годов, когда серийно стали выпускаться рентгеновские трубки с анодным напряжением 200 и 250 кВ и током до 8 мА. Увеличение тока с 5 до 8 мА существенно облегчило получение рентгенограмм и привело к значительному уменьшению времени экспозиции. В последние годы ряд зарубежных фирм начал серийное производство микрофокусного рентгеновского оборудования (диаметр фокусного пятна менее 0,1 мм) и аппаратуры, укомплектованной высокочастотными и высоковольтными генераторами с постоянным (сглаженным) напряжением.

С 50-х до середины 60-х годов бурно расширялась сфера применения электронно-оптических преобразователей (ЭОП), изобретенных Холстом и де Буром в 1934 г. Были выявлены преимущества ЭОП при усилении яркости изображения и при использовании их в рентгеновской технике. С этого момента стал интенсивно развиваться один из основных методов НК--метод радиационной интроскопии (радиоскопии).

Одним из первых радиационных электронно-оптических преобразователей (РЭОП) стал усилитель радиационного изображения «Флюоренс» с рентгеновским флуоресцентным экраном, размещенным внутри вакуумной колбы ЭОП, и электронно-оптическим уменьшением масштаба изображения, описанный Кольтменом в 1948 г. Рентгенофлюоресцентное вещество было нанесено на одну сторону тонкой стеклянной подложки, а фотокатод - на другую.

Конструкция и технология изготовления первых отечественных РЭОП с уменьшением масштаба изображения были разработаны М. М. Бутсловым с сотрудниками.

Возрастающие требования к качеству изображения контролируемых объектов привели в начале 80-х годов к необходимости цифровых методов их обработки. Таким образом, комбинация источников проникающего излучения, радиационно-оптических преобразователей, телевизионных и цифровых систем позволила получить высококачественные изображения непрозрачных объектов в реальном времени и производить их автоматическую обработку. Термин «реальное время» означает, что определенные задачи могут быть решены за время длительности одного или нескольких телевизионных кадров.

Развитие радиационного контроля как нового современного метода НК неразрывно связано с именем профессора С. В. Румянцева и его школой. В монографии С. В. Румянцева «Радиационная дефектоскопия» (1968) наряду с детальным описанием и обсуждением различных методов и средств радиационного контроля рассмотрены вопросы защиты от ионизирующих излучений и влияния дефектов на механические свойства изделий. Важный вклад в развитие отечественного радиационного контроля внесла томская школа физиков, основанная профессором А. А. Воробьевым. Ее представители: профессор В. И. Горбунов, занимающийся вопросами контроля с использованием источников высоких энергий, радиационной интроскопии; профессор В.А. Кононов - вопросами контроля с использованием электронного и протонного излучения, профессор В. А. Воробьев - вопросами радиационной гранулометрии, гамма-плотнометрии.

Заключение

Продление сроков эксплуатации и поддержание значений показателей долговечности, надежности и безопасности сложных дорогостоящих систем может быть достигнуто за счет использования оптимального сочетания различных по своей природе методов НК. Проблема обеспечения безопасности при эксплуатации систем подразделяется на блоки взаимосвязных функциональных задач, решение которых позволяет реализовать на практике конкретный механизм поддержания безопасности сложных объектов с учетом жестко ограниченных и доступных ресурсов.

Эффективность применения методов НК зависит от схем организации контроля, его планирования, использования современных информационных технологий и вычислительной техники, персонала.

Решение задачи выявления дефектов позволяет, кроме выработки рекомендаций по распределению средств, обосновать с экономической точки зрения требования к изделиям по долговечности (выявить зависимости увеличения ресурса, срока службы изделия от дополнительно вкладываемых в него средств), а такие оценить достаточность выделяемых средств для создания эффективной (в смысле выбранного критерия) системы эксплуатации изделий.

Для эффективной реализации мероприятий представляется целесообразным создание групп НК, построение системы обучения и сертификации эксплуатационного персонала методам прогнозирующего контроля и ведение базы данных по контролю ТС систем для организации научно-методического сопровождения эксплуатируемых систем в ходе всех этапов контроля ТС и прогнозирования остаточного ресурса.

При этом разработанные программы позволяют осуществлять эффективное управление целостностью контролируемых систем, а также включать и разработанные процедуры, и конкретные результаты в полномасштабную систему управления (менеджмента) сложным технологическим объектом.

С точки же зрения новых направлений, которые могут успешно развиваться на основе методологии Rl - ISI, можно выделить следующие:

- развитие углубленного понимания процессов/механизмов деградации трубопроводов;

- эффективное применение ресурсов, имеющих ограничение по нескольким параметрам;

- разработка методов неразрушающего контроля, предназначенных для выявления конкретных механизмов деградации и получения численных оценок скорости деградации;

- развитие подходов для прогнозирования скоростей износа ресурса соответствующего оборудования и последующей разработки графиков и объемов ремонтов с учетом методов оптимизации;

- развитие культуры безопасности и повышенное уровня эксплуатации сложного технического объекта, основанное на внедрении новых, но достаточно апробированных технологий в практику эксплуатации.

Литература

1. ГетьманА.Ф., Козин Ю.Н. Неразрушающий контроль и безопасность эксплуатации сосудов и трубопроводов давления -М.: Энергоатомиздат, 1997.--288с.

2. Клюев В. В. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. -М. : Машиностроение.- 1986.-488с.

3. Испытательная техника: Справочник. В 2-х кн. /Под общ. ред. Клюева В.В. - М.: Машиностроение, 1982.

4. ГОСТ 18353-79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов.

5. Национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 53697-2009 (ISO/TS 181173:2005) Контроль неразрушающий.

6. Прохопович В.Е., Петров Г.Д. НК как инструмент для реализации ресурсосберегающих технологий // В мире неразрушающего контроля. -1999. - № 4. - С. 10 -13.

7. Неразрушающий контроль. Кн. 1 / Под ред. В.В. Сухорукова. М.: Высш. шк., 1991-1995.

Размещено на Allbest.ru