Разработка и реализация стратегии технического обслуживания и ремонта арматуры по техническому состоянию на Волгодонской АЭС

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка и реализация стратегии технического обслуживания и ремонта арматуры по техническому состоянию на Волгодонской АЭС

А.К. Адаменков, И.В. Малахов, А.А. Сальников Волгодонская АЭС; С.И. Рясный ОАО «Атомтехэнерго»

Запорно-регулирующая арматура (ЗРА), как единица оборудования, входит в состав всех технологических систем атомной станции любого типа. Наиболее представительным классом является электроприводная арматура, входящая как в системы безопасности, так и в системы, важные для безопасности.

В общем случае эксплуатирующая организация придерживается одной из трех стратегий технического обслуживания арматуры (или их сочетания в различной пропорции) - «по отказам», «по регламенту» или «по фактическому состоянию».

Существующая система планово-предупредительного ремонта (ППР) при проведении технического обслуживания и ремонта (ТОиР) ЗРА базируется на обязательных видах и периодичности работ (текущий, средний и капитальный ремонты), которые регламентированы на основе среднестатистических отраслевых данных. Но эти данные не отражают фактической потребности в техническом обслуживании и ремонте конкретной единицы оборудования, которая зависит от целого ряда факторов.

С одной стороны, действующие в настоящее время нормативно-технические документы (НТД) [1,2,3] допускают применение планирования ТОиР по фактическому состоянию для арматуры с классификационным обозначением «3СIII» при «достаточном оснащении» средствами технического диагностирования. Но при этом сам термин достаточности не раскрывается ни в одном НТД.

Именно поэтому определение необходимого уровня оснащения техническими средствами диагностирования, установление достаточного объема диагностических параметров и методов их обработки является актуальной задачей для реализации мероприятий по переходу на стратегию технического обслуживания арматуры по техническому состоянию.

С другой стороны, в процессе эксплуатации арматура подвергается воздействию значительного числа факторов, зачастую случайных (варьирование параметров рабочей и окружающей среды). Вследствие этого происходит рассеивание параметров технического состояния ЗРА. При этом, чем выше вариация параметров технического состояния, тем менее эффективны регламентные схемы ТОиР, т.к. в этом случае всегда присутствует фактор неопределенности технического состояния объекта.

Диагностическое обеспечение ТОиР ЗРА позволяет получать объективную информацию о техническом состоянии каждой конкретной арматуры, на основе которой можно обеспечить:

оптимальное проведение технического обслуживания и ремонта;

оптимальное соотношение: затраты - уровень надежности.

Стратегия ТОиР с учетом технического состояния предполагает поддержание работоспособности и основывается на данных существующей структуры ремонтных циклов, опыта эксплуатации и результатах диагностирования.

Основное содержание и структура стратегии, разработанной на Волгодонской АЭС, приведены на схеме рис. 1.

По мере накопления данных диагностического обследования ЗРА, оценок технического состояния электроприводной арматуры, представительных данных для оценки соответствия фактических показателей надежности арматуры проектным показателям на основе прогнозирования и выборочной разборки осуществляется корректирование периодичности ремонта, даты, номенклатуры и объема ремонтных работ и постепенный переход к стратегии ТОиР по техническому состоянию.

Центральное место в стратегии занимает методическое обеспечение, разработанное в [4-8].

Для получения достоверной информации о техническом состоянии кинематической цепи привода применяется метод оценки параметров питающей электропривод сети. При этом возможно определение не только общего технического состояния привода, но и осуществление поиска дефекта с требуемой глубиной. В [4] показано, что регистрация и анализ параметров фазного тока при срабатывании электроприводной арматуры является необходимым и достаточным условием для выполнения надежной оценки технического состояния всей кинематической цепи арматуры.

Рис.1. Содержание и структура стратегии ТОиР арматуры по техническому состоянию

Для оценки функции герметичности арматуры используется метод акустического контактного течеискания, позволяющий при работе прибора в полосе частот ультразвукового диапазона, позволяющий с высокой достоверностью определять необходимость разборки оборудования для устранения пропуска среды. В [5] разработан метод количественного определения величины протечки через запорный орган трубопроводной арматуры на основе использования качественного метода акустического контактного течеискания.

Разработан метод оценки герметичности затвора арматуры без заполнения её рабочей или индикаторной средой. Метод основан на использовании ультразвукового детектора в совокупности с генератором ультразвуковых сигналов.

Разработаны принципы и порядок применения риск-ориентированного подхода «обеспечения гарантии качества» («graded quality assurance» (GQA)) при переходе к стратегии ремонта арматуры АЭС по фактическому состоянию [6]. С использованием категоризации по мерам значимости, рассчитанным в вероятностном анализе безопасности (ВАБ) применительно к типовому энергоблоку с ВВЭР-1000 приведены оценки степени влияния отказа рассматриваемой арматуры, с учетом которых на Волгодонской АЭС осуществляется планомерный переход на обслуживание арматуры по техническому состоянию.

Определены принципы статистического анализа диагностируемых параметров, использующиеся при оценке технического состояния электроприводной арматуры. Разработана методика статистического распознавания состояний трубопроводной арматуры АЭС при переходе от регламентированного периодического обязательного ремонта к стратегии ремонта по техническому состоянию [7], включающая инструментальное определение и статистический анализ диагностических параметров арматуры, а также классификацию арматуры с использованием кластерного анализа.

Разработан и внедрен в операции технического обслуживания и ремонта алгоритм исключения арматуры из планируемых объемов ремонтных работ [8].

Другими вопросами содержания стратегии являются нормативное обеспечение и разработка баз данных, в свою очередь включающая вопросы наполнения и анализа баз данных по результатам диагностического обследования.

В качестве недостающего звена нормативного обеспечения разработан нормативный документ, определяющий порядок применения стратегии технического обслуживания и ремонта по фактическому состоянию арматуры с использованием результатов диагностического обследования [9].

Решения по переходу на ТОиР конкретной арматуры по техническому состоянию принимаются в порядке и по алгоритму, установленным в [9] и в соответствии с результатами анализа баз данных.

В качестве базы данных по техническому обслуживанию и ремонту запорно-регулирующей арматуры на Волгодонской АЭС применена система ТОиР WIS («интеграция знаний в процесс техобслуживания» - нем.) Система разрабатывалась и внедрялась в 2007-2008 гг. по контракту с фирмой AREVA (Германия) по техническим заданиям специалистов Волгодонской АЭС (рис.2).

Рисунок 2. Форма активизации системы WIS

Система ТОиР WIS позволяет выполнять оптимизацию планирования ремонтных работ на АЭС. Представляет собой базу данных, содержащую всю информацию о запорно-регулирующей арматуре: паспорта на оборудование, чертежи, данные о проведенных ремонтах. Одной из составляющих системы WIS является диагностическая информация, дающая представление о текущем техническом состоянии арматуры.

На Волгодонской АЭС было предложено использовать, в качестве одного из компонентов системы, данные диагностического обследования. Впервые в практике использования системы WIS (Германия, Франция, Испания) немецким разработчикам была представлена исходная форма для фиксирования диагностических параметров (рис.3).

Рисунок 3. Исходная форма для фиксирования диагностической информации в базе данных WIS

Пояснения к представленной форме:

1. Паспортные значения на электродвигатель привода.

2. Паспортные значения на привод.

3. Поля текущих значений токового сигнала:

a) отношение максимального пускового тока э/двигателя к среднему рабочему току (закрытие/открытие).

b) величина среднего рабочего тока (закрытие/открытие).

c) величина максимального тока затяжки (уплотнения) запорного органа.

d) величина максимального тока срыва запорного тока.

e) величина плавности хода шпинделя (закрытия/открытия).

f) время полного закрытия и полного открытия арматуры (закрытия/открытия).

g) резерв.

j) резерв.

4. Поля отклонений от паспортных значений:

a) запас по току

(Iном-Iраб) - разность величин номинального по паспорту тока и среднего рабочего тока закрытия;

- разность величин номинального по паспорту тока и среднего рабочего тока открытия.

b) отклонение от паспортной - разность величин текущего максимального тока затяжки и затяжки (Iтек.зат-Iпасп.зат) и паспорного тока затяжки.

c) запас по плавности (Плав. тек - 75%) - разность величин текущей плавности и допустимой плавности (75%) при закрытии;

- разность величин текущей плавности и допустимой плавности (75%) при открытии.

d) срыв запорного органа - есть/нет.

e) отклонение от паспортного времени - закрытие; закрытия/открытия (Тпасп-Ттек) - открытие;

f), g) резерв.

5. Поле графического представления токового сигнала (копия экрана, вставка файла).

6. Поле графического представления акустического сигнала (копия экрана, вставка файла).

7. Поле графического представления спектра сигнала (копия экрана, вставка файла).

8. Поля текущих параметров акустического сигнала:

a) наличие пропуска арматуры - есть/нет.

b) точки контроля, dB - (U1 - U2 - U3)

c) время выбега, с

d) примечание

9. Поле заключения.

10. Поле рекомендаций.

11. Поле протоколов - формирование файла протокола диагностического обследования (рис. 4).

Рисунок 4. Протокол диагностического обследования, формируемый в системе WIS

12. Поле формуляра - формирование файла формуляра диагностического обследования, в котором отражены данные диагностических обследований арматуры с 2005 года (рис. 5).

В соответствии с риск-ориентированным подходом на Волгодонской АЭС с 2006 года осуществляется планомерный переход на обслуживание ЗРА по техническому состоянию. Разработаны и утверждены графики диагностического обследования арматуры. Используя результаты диагностического обследования, а также данные технологического контроля, составляются перечни арматуры, в отношении которой возможно увеличение межремонтного периода:

Рисунок 5. Формуляр диагностического обследования, формируемый в системе WIS

1) арматура 4 класса и ниже (цех обеспечивающих систем) ремонтируется по факту отказа;

2) в 2007 году была изменена категория ремонта для 130 единиц арматуры 2-го и 3-го классов реакторного отделения;

3) в 2008 году процедура увеличения межремонтного периода была применена к 180 единицам оборудования группы С турбинного и химического цеха.

Выводы:

1. На Волгодонской АЭС разработана стратегия и структура перехода на ТОиР арматуры по техническому состоянию, опирающаяся на диагностическое обеспечение этого перехода и включающая методическое обеспечение, нормативное обеспечение, наполнение и анализ разработанных баз данных, принятие решений по переходу на ТОиР конкретной арматуры по техническому состоянию.

2. Для оптимизации планирования ремонтных работ с применением стратегии ТОиР арматуры по техническому состоянию в качестве базы данных применена система ТОиР WIS, предназначенная для хранения данных по ТОиР ЗРА, включающая по предложениям автора в качестве одного из компонентов системы данные диагностического обследования по разработанной автором номенклатуре диагностических параметров.

арматура ремонт герметичность информация

Литература

1. Трубопроводная арматура для атомных станций. Общие технические требования. НП-068-05.

2. РД ЭО 0190-00. Методика оценки технического состояния и остаточного ресурса арматуры технологических систем энергоблоков АЭС. Концерн «Росэнергоатом», 1999.

3. РД ЭО 0069-97. Правила организации технического обслуживания и ремонта систем и оборудования атомных станций. Концерн «Росэнергоатом», 1998.

4. Адаменков А.К., Веселова И.Н. Диагностика технического состояния электроприводной арматуры. «Электрические станции». № 2, 2007, с. 53-56.

5. Адаменков А.К., Веселова И.Н., Рясный С.И. Метод оценки герметичности трубопроводной арматуры тепловых и атомных станций. «Тяжелое машиностроение». № 6, 2008, с. 2-3.

6. Адаменков А.К., Рясный С.И. Применение риск-ориентированного подхода при переходе к стратегии ремонта арматуры АЭС по фактическому состоянию. Вопросы атомной науки и техники. Серия: «Обеспечение безопасности АЭС», вып. 23. Реакторные установки с ВВЭР. Подольск, 2008

7. Адаменков А.К., Веселова И.Н., Рясный С.И. Метод выбора трубопроводной арматуры АЭС, подлежащей ремонту внутренних полостей затвора. «Тяжелое машиностроение». № 10, 2008, с. 8-11.

8. Адаменков А.К., Рясный С.И. Алгоритм оптимизации объемов планового ремонта трубопроводной арматуры АЭС при переходе к стратегии ремонта по техническому состоянию. «Тяжелое машиностроение». № 11, 2008, с. 36-37.

9. П-81-03. Порядок применения на энергоблоке №1 Ростовской атомной станции стратегии технического обслуживания и ремонта по техническому состоянию арматуры. Концерн «Росэнергоатом», 2007.

Размещено на Allbest.ru