домой
Главная         Оборудование         Методы         Применение         Видео         О компании         Бланк заказа         Контакты    

Повышение эксплуатационной надёжности технологического оборудования ЗАО «Сибур-Химпром» путем внедрения системы TesTex для сплошного сканирования трубопроводов.

Киселёв А.В. Главный эксперт Центра «Механика»

Хадиев Р.З. Начальник ЛНКиД СТНУНиД ЗАО «Сибур-Химпром»

Белов Д.А. Ведущий инженер НК ЛНКиД

 

В 2013 году перед специалистами лаборатории неразрушающего контроля и диагностики ЗАО «Сибур-Химпром» была поставлена задача повышения качества обследования наиболее ответственного технологического оборудования и трубопроводов путем перехода от выборочных измерений к сплошному сканированию. Было принято решение о внедрении новых систем, позволяющих выполнять сплошной высокопроизводительный контроль бесконтактным способом различных объектов: трубопроводов из магнитных и не магнитных материалов, змеевиков технологических печей, стенок сосудов и трубных пучков теплообменников. Одним из главных требований к системе было надежное выявление коррозии, эрозии, язв, механического износа труб, а также определение остаточной толщины.

 

В результате предварительного анализа предложений такой аппаратуры было решено выбрать систему неразрушающего контроля TiS 8C производства компании TesTex, Inc. (США). Принцип действия прибора основан на использовании низкочастотного поля вихревых токов. Данный способ позволяет преодолеть ограничения, присущие традиционным вихретоковым системам при контроле объектов из углеродистой стали и толстостенных аустенитных труб. Система работает в низкочастотном диапазоне, что позволяет одновременно выявлять дефекты как на внешней, так и на внутренней поверхностях.

 

 

Рис. 1. Состав системы

  • Промышленный мини-компьютер

  • Электронный блок

  • Сканер

 

Основные преимущества системы TiS 8C:

  • Система позволяет проводить обследование как немагнитных труб, так и ферромагнитных объектов с толщиной стенки до 22 мм.

  • Бесконтактный метод. Требования по подготовке поверхности – минимальные. Возможен контроль через слой краски, ржавчину или покрытие.

  • Система компактная, управляется одним оператором. Вес системы не превышает 3 кг (включая 2 электронных блока и сканер)

  • Возможен контроль труб при доступе как с внешней, так и с внутренней стороны. При обследовании технологических трубопроводов с внешней стороны применяются многоканальные сканеры. При контроле трубных пучков теплообменников используются внутритрубные преобразователи различных диаметров.

 

Рис. 2. Многоканальные сканеры для обследования трубопроводов с внешней стороны Рис. 3. Преобразователь для контроля трубных пучков теплообменников

 

Сканеры и внутритрубные преобразователи системы TiS 8C изготавливаются под определенные диаметры труб. При этом сканеры могут быть перестроены для труб ближайших диаметров на 1-2 типоразмера. Например, сканер с номинальным диаметром 254 мм может быть перестроен для труб диаметром 219 и 273 мм.

 

Испытания системы TiS 8C

 

В рамках ПАО «СИБУР Холдинг» был выполнен ряд полевых демонстрационных испытаний системы TiS 8C. Обследовались действующие технологические трубопроводы, а также образцы труб с реальными эксплуатационными дефектами. Испытания проводились на территории предприятий ООО «Сибур-Кстово», ООО «Томскнефтехим», ЗАО «Сибур-Химпром».

 

Испытания на территории ООО «Сибур-Кстово»

 

Испытания проводились на действующих технологиhhhческих трубопроводах без вывода их из эксплуатации. Были обследованы следующие участки:

- Участок МЦК и ФХ (факельное хозяйство). Диаметр, толщина: 219 x 8,3 мм.

- Линия 2445. ШФЛУ из цеха №54 на ЭП-300. Диаметр, толщина: 219 x 8,5 мм.

- Линия 2049. Этилен с ЭП-300 до головных сооружений. Диаметр, толщина: 219 x 9 мм.

- Линия 2039. Бензин в резервуары парка тит. 6004. Диаметр, толщина: 219 x 7 мм.

- Линия 180б. Оборотная вода от коллектора до Т-68/12. Диаметр, толщина: 219 x 6,5 мм.

В результате контроля было обнаружено несколько утонений глубиной 10-38% от номинальной толщины стенки трубы. Обследование труб проводилось без подготовки поверхности через слой краски.

 

   
Рис. 4. Сканирование трубопровода Рис. 5. Дефектный участок трубопровода оборотной воды

 

Наибольшее утонение глубиной 38% (с остаточной толщиной 4 мм) на внутренней поверхности трубы было обнаружено на участке трубопровода оборотной воды. С помощью системы TiS 8C утонение было локализовано до области диаметром 40 мм. Область дефекта была очищена от краски. Результаты были подтверждены с помощью ультразвукового толщиномера.

 

Испытания на территории ООО «Томскнефтехим»

 

Испытания системы TiS 8C были проведены в апреле 2013 г. на территории лаборатории металлов ООО «Томскнефтехим». Был обследован образец трубы печи пиролиза диаметром 89 мм, с толщиной стенки 8 мм, немагнитный, содержащий реальные эксплуатационные дефекты на внутренней поверхности - утонения различной глубины. В результате сканирования образца были обнаружены несколько утонений. Дефекты были локализованы до области 3 – 4 см диаметром. Затем проводилась ультразвуковая толщинометрия (УЗТ) для подтверждения результатов.

 

   
Рис. 6. Сканирование образца  

 

   
Рис. 7. Сигналы от утонений глубиной 54%, 30% и 20% от номинальной толщины стенки трубы Рис. 8. Сигнал от утонения глубиной 50% от номинальной толщины стенки трубы

 

При визуальном осмотре внутренней поверхности образца наличие утонений в указанных местах было подтверждено.

Рис. 9. Результаты визуального осмотра внутренней поверхности образца

 

Испытания на территории ЗАО «Сибур-Химпром»

Испытания системы TiS 8C были проведены в мае 2013 г. на производственной территории ЗАО «Сибур-Химпром». Был обследован образец, изготовленный из трубопровода печи пиролиза, содержащий естественные эксплуатационные дефекты, а также образец трубы из ферромагнитного материала с искусственными дефектами в виде проточек.

 

Образец №1. Отвод трубы печи пиролиза

 

Образец представляет собой отвод трубы печи пиролиза диаметром 140 мм с толщиной стенки 22 мм, изогнутый на 180º. Образец содержит две дефектные области: (1) – утонение и продольная трещина, (2) - язва на внутренней поверхности.

 

   
Рис. 10. Сканирование образца №1 Рис. 11. Область дефектов (1)

 

Ниже приведены сигналы, полученные при сканировании области дефектов (1) и (2).

 

   
Рис. 12. Сигнал от области дефектов (1) – утонение и продольная трещина Рис. 13. 3D изображение
   
Рис. 14. Дефект (2) (Язва на внутренней поверхности) Рис. 15. Сигнал от дефекта (2)

 

Образец №2. Участок трубопровода из ферромагнитного материала

 

Образец диаметром 114 мм с толщиной стенки 6 мм, имеет 2 искусственных дефекта глубиной 2 мм на внутренней поверхности:

(1) – имитация коррозионной язвы

(2) – продольная проточка (имитация эрозии)

 

   
Рис. 16. Сканирование образца №2 Рис. 17. Дефекты образца №2

 

Ниже приведены сигналы, полученные при сканировании.

 

   
Рис. 18. Сигнал от дефектов образца №2.

 

Таким образом, в результате полевых демонстрационных испытаний, выполненных в рамках ПАО «СИБУР Холдинг», была подтверждена возможность системы TiS 8C выявлять различные дефекты ферромагнитных и немагнитных технологических трубопроводов при их сплошном сканировании. Испытания системы были признаны успешными. В результате на предприятии ЗАО «Сибур-Химпром» было принято решение о внедрении системы.

Для обследования участков труб змеевиков с ограниченным доступом в комплектацию системы помимо стандартных сканеров был включен также специальный низкопрофильный сканер. Данный сканер позволяет проводить контроль при расстоянии между трубами 4 см и более.

 

   
 

Рис. 19. Специальный низкопрофильный сканер для контроля труб в условиях ограниченного доступа

 

Для подготовки сотрудников лаборатории неразрушающего контроля и диагностики ЗАО «Сибур-Химпром» к работе с системой были привлечены специалисты компании ООО «ПАНАТЕСТ» - официального представителя фирмы TesTex, Inc. на территории России. В течение трехдневного технического тренинга специалисты ЗАО «Сибур-Химпром» освоили систему.

 

Практические результаты

 

Первые практические результаты были получены в 2014 году. С использованием системы TiS 8C был проведен сплошной контроль змеевиков четырех печей пиролиза.

 

Объект контроля

 

Установка пиролиза смонтирована в 1973-1974 гг. На установке имеется 7 двухтопочных печей пиролиза. В работе постоянно находятся 4-6 печей. Наиболее распространенные дефекты в процессе работы печи это прогары труб и отводов из-за язвенного коррозионного износа, а также отдулины, трещины, деформация труб.

По технологическому регламенту печь пиролиза работает 1440 часов. Затем производится паровыжиг печи и закалочно-испарительных аппаратов (ЗИА-1 и ЗИА-3). Затем печь останавливается, после чего специалисты лаборатории неразрушающего контроля и диагностики проводят обследование труб с использованием комплекса TiS 8C и подтверждение другими методами НК (УЗТ, РК). В зависимости от результатов обследования проводится ремонт с заменой дефектных участков.

 

Настройка системы

 

Настройка системы TiS 8C заключается в выборе 2 параметров – частоты переменного электромагнитного поля и чувствительности. Для контроля ферромагнитных труб используются частоты 5-30 Гц, для немагнитных труб – 200-400 Гц. Перед началом работы прибор настраивается по образцу, соответствующему объекту контроля по материалу, толщине стенки и диаметру. На образце с внутренней стороны стенки выполняются два сверления. Диаметр сверлений выбирается примерно равным толщине стенки трубы. Глубина дефектов задается в зависимости от требуемого уровня фиксации и браковочного уровня (например, 20% и 50% от толщины стенки).

 

 
Рис. 20. Настройка системы перед выходом на объект

 

Существует также методика настройки системы непосредственно на объекте контроля без использования калибровочного блока. Параметры контроля в этом случае выбираются по значению сигнала при отрыве сканера от поверхности объекта. Чувствительность выставляется несколько завышенная и в дальнейшем корректируется при контроле по результатам УЗТ обнаруженных индикаций.

 

Параметры настройки системы и параметры объекта контроля приведены в таблице ниже.

 

 

Объем контроля: Вся поверхность труб змеевиков за исключением недоступных для ВТК зон.

 

Результаты контроля

 

Сплошное сканирование труб печей пиролиза в несколько проходов является трудоемким процессом. Скорость сканирования составляет 0,1 - 0,3 метра в секунду. При этом для сплошного обследования змеевиков одной печи пиролиза общей протяженностью около 500 м требуется 1 неделя.

Необходима подготовка объекта контроля: место контроля должно быть хорошо освещено, в труднодоступных местах выстроены леса. Должен быть выделен специалист для зачистки дефектных мест и для проведения УЗТ или РК.

 

 
Рис. 21. Обследование труб печей пиролиза

 

За один проход сканера по трубе осуществляется контроль поверхности под ним шириной около 80 мм. При этом формируется изображение, на котором с помощью цветной кодировки отображаются дефекты. Изображение представляет собой отклонение сигнала с каждой из катушек сканера от нулевого уровня, соответствующего бездефектному участку объекта. Изображение позволяет оценивать форму дефектов (по форме сигнала и количеству реагирующих катушек), а также потерянную толщину (по максимальной амплитуде сигнала).

Фиксировались все дефекты с утонением толщины стенки трубы 20 % и более. Выявленные с помощью системы TiS 8C утонения исследовались и оценивались с помощью ультразвукового контроля (УЗК) остаточной толщины.

В результате обследования печи пиролиза П-001/1 были обнаружены 34 дефектных участка, из них 6 участков с остаточной толщиной ниже отбраковочной. Ниже приведены дефектограммы некоторых из них с указанием толщины стенки по результатам ультразвуковой толщинометрии.

 

 
Рис. 22. Сигнал от коррозии с подтверждением цифровой радиографией

 

На рис. 23 приведены сигналы, полученные в результате сканирования одного из дефектных участков трубы радиантного змеевика печи П-001/1. Данный участок был вырезан, при визуальном осмотре была обнаружена язвенная коррозия на внутренней поверхности. Остаточная толщина стенки в области язв составила 4.3-4.7 мм.

 

 
Рис. 23. Сопоставление результатов сканирования и визуального обследования

 

Остаточная толщина стенки в области наибольшего из обнаруженных дефекта составляет 2.8 мм.

 

   

 

Рис. 24. Обнаружение дефекта на трубе печи пиролиза

 

 

Участки науглероживания

 

При обследовании следующей печи пиролиза П-001/6, утонений обнаружено не было. Были выявлены несколько участков науглероживания.

 

 
Рис. 25. Дефектограмма науглероженного участка

 

Данные области характеризуются изменением электромагнитных свойств, в результате чего фиксируются сканером при контроле. Материал труб в этих областях становится магнитным, что в некоторых случаях можно проверить, поднеся к трубе постоянный магнит. При насыщении стали углеродом изменяется структура материала. Металл становится менее пластичным, что в дальнейшем может привести к растрескиванию и образованию дефектов на внутренней поверхности стенки трубы. Науглероживание существенно снижает срок службы змеевиков печей.

Обнаруженные науглероженные участки фиксировались в отчетах по проведению сканирования для отслеживания состояния труб при последующих инспекциях.

 

Заключение

 

Таким образом, под непосредственным началом руководителя лаборатории НКиД Хадиева Р.З. и под техническим руководством ведущего инженера НК Белова Д.А. специалисты лаборатории неразрушающего контроля и диагностики ЗАО «Сибур-Химпром» внедрили и на высоком уровне освоили новую вихретоковую систему контроля трубопроводов TiS 8C, разработали и опробовали на практике методику сплошного сканирования змеевиков печей пиролиза. Новый подход позволил компании ЗАО «Сибур-Химпром» сэкономить значительные средства на замене трубопроводов путем перехода к адресному ремонту, а также в короткие сроки значительно повысить эксплуатационную надежность обследованных технологических трубопроводов и дать реальную оценку их технического состояния.

В результате всестороннего тестирования системы TiS 8C на различных предприятиях и объектах ПАО «СИБУР Холдинг» было подтверждено, что система обеспечивает:

 

  • сплошное сканирование технологических трубопроводов с использованием бесконтактного метода;

  • контроль магнитных и немагнитных объектов без вывода их из эксплуатации;

  • выявление различных типов дефектов, как на внешней, так и на внутренней поверхности стенки трубы.


Поиск по сайту

   


Каталог оборудования




Наши партнеры

ТЕПЛОВИЗОРЫ NEC


УТРАФИОЛЕТОВЫЕ КАМЕРЫ COROCAM



Яндекс.Метрика


© 2009-2016, ООО "ПАНАТЕСТ"