Оценка работоспособности и остаточного ресурса работы трубопроводной арматуры
Вопросы оценки работоспособности и остаточного ресурса работы трубопроводной арматуры высокого давления становятся актуальными в связи с тем, что к настоящему времени большое количество арматуры отработало длительные сроки, выработало ресурс, установленный разработчиком, и нуждается в продлении срока эксплуатации.
Под определением остаточного ресурса арматуры понимают комплекс работ, в результате которых оценивается величина невыработанного изделием ресурса в часах и циклах, в качестве которого принимается наработка каждого конкретного изделия от момента прекращения его эксплуатации и направления на ремонт до момента предполагаемого перехода изделия в неработоспособное или предельное состояние при эксплуатации его после проведенного ремонта.
При определении остаточного ресурса трубопроводной арматуры выполняют поверочный расчет на прочность по фактическим размерам и фактическим механическим свойствам деталей, с целью определения ее работоспособности.
Цель поверочного расчета на прочность — определение расчетной толщины стенки корпусных деталей при действии рабочего давления, температуры и пробного давления и сравнение данной величины с фактической, полученной в результате обследования арматуры в соответствии с РД.
Оценка остаточного ресурса эксплуатации трубопроводной арматуры основана на рассмотрении воздействия на нее циклических нагрузок, а также таких повреждающих факторов, как коррозия (эрозия) и снижение механических свойств материала.
Расчет на прочность при циклических нагрузках производится по заданным амплитудам напряжений для двух режимов нагружения: при действии рабочего давления и температуры; при гидроиспытании пробным давлением.
В процессе эксплуатации арматуры в ряде случаев происходит снижение механических свойств материала отдельных ее деталей. Такое снижение механических свойств может быть определено путем испытания образцов, либо путем замера твердости металла.
Таким образом, появляется возможность оценить как работоспособность корпусных деталей трубопроводной арматуры высокого давления, так и определить остаточный ресурс ее работы.
Сертификация арматуры и ее элементов, выпускаемых машиностроительными производствами, является также важнейшим мероприятием по обеспечению качества их изготовления, безопасности, долговечности и надежности работы. Под сертификацией оборудования и арматуры высокого давления понимается оценка соответствия изделий, выпускаемых конкретным производителем или поступающих на промышленный объект, существующим нормативным документам.
Для арматуры в соответствии с действующей НТД и с учетом того, что она относится к классу ремонтируемых, восстанавливаемых изделий с регламентируемой дисциплиной восстановления, назначенной продолжительностью эксплуатации, в сопроводительной эксплуатационной документации должны быть указаны следующие показатели:
- технико-эксплуатационные показатели:
назначенный срок службы;
назначенный ресурс. - показатели надежности:
средние показатели долговечности:
средний срок службы до списания;
средний ресурс до списания;
средний срок службы до капитального ремонта;
средний ресурс до капитального ремонта. - показатели безотказности:
наработка на отказ за период до капитального ремонта, не менее; либо вероятность безотказной работы (ВБР) за период до капитального ремонта, не менее;
коэффициент оперативной готовности (для предохранительных клапанов), не менее.
Назначенный (средний) ресурс измеряется в часах и циклах для арматуры с четко выраженным циклическим характером работы (запорная арматура: задвижки, клапаны, краны; защитная и предохранительная арматура: клапаны предохранительные, затворы и клапаны обратные и др.). Для арматуры, не имеющей четко выраженного циклического характера работы (регулирующая арматура), назначенный (средний) ресурс приводится в часах.
Работы по ремонту арматуры проводятся:
- в плановом порядке в рамках работы системы, в которой эксплуатируется изделие, если оно выработало хотя бы один из установленных в конструкторских документах (КД) средних показателей долговечности — средний срок службы до капитального ремонта, средний ресурс до капитального ремонта в часах или циклах;
- если имел место отказ изделия, который невозможно устранить непосредственно на месте эксплуатации;
- если в процессе эксплуатации обнаружены, оговоренные в КД количественные значения параметров, свидетельствующие о потенциальной возможности отказа, который невозможно устранить на месте эксплуатации;
- если в процессе эксплуатации обнаружены оговоренные в КД критерии достижения изделием предельного состояния;
- если изделие находилось в аварийной ситуации: находилось под воздействием параметров, превышающих указанные в КД (например, переопрессовки, температура окружающей среды и др.); подвергалось непредусмотренным аварийным воздействиям (например, пожар, затопление, воздействие магистральных трубопроводов, как следствие подвижек грунта, сейсмическое воздействие и др.).
В результате проведения ремонтных работ должны быть обеспечены значения показателей безотказности на продлеваемый период не менее значений, первоначально установленных в КД. При проведении капитального ремонта должны быть восстановлены значения среднего ресурса до следующего капитального ремонта не менее чем на 90%. Количественные значения назначенных показателей и среднего ресурса до списания не подлежат корректировке по результатам капитального ремонта и сохраняют свои указанные в КД, НТД, ремонтной КД величины, исчисляемые от начала эксплуатации изделия.
Продление назначенных показателей, в случае необходимости, осуществляется в соответствии с основными правилами определения остаточного ресурса и продления назначенных показателей трубопроводной арматуры, действующими в трубопроводной отрасли.
В отдельных технически и экономически обоснованных случаях допускается снижение некоторых показателей надежности до уровня, определяемого совместным решением проектанта трубопровода, ремонтного предприятия и эксплуатирующей организации.
