МАШИНОСТРОЕНИЕ

НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ И ДИАГНОСТИКА КАК СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

Неразрушающий контроль и диагностика (НКиД) - начинающие и определяющие части проблемы обеспечения безопасности химиче­ского производства. Контроль обозначает про­верку соответствия параметров установленным техническим требованиям, а неразрушающие методы контроля не должны нарушать пригод­ность объекта к применению. Несоответствие получаемой продукции установленным требо­ваниям является дефектом, для обнаружения и поиска которого используются теория, методы и средства технической диагностики. Обнару­жение и поиск дефектов являются процессами определения технического состояния объекта, т. е. его диагностирования.

Безопасность - средство экономической состоятельности опасного производства. Следует отметить, что как бы ни важны были вопросы безопасности вообще, они подчинены экономике производства, но та в свою очередь не может быть эффективной, если не обеспечит безаварийность и отсутствие инцидентов, за­тратив для этого иногда значительные ресурсы.

Любое повышение безопасности произ­водства достигается за счет необходимого до­полнительного увеличения расходов. Возника­ет проблема определения оптимального уровня расходов, при котором технология и производ­ство остаются рентабельными. Применение систем НКиД удорожает продукцию при вы­пуске и эксплуатации, однако их использова­ние на всех стадиях изготовления, проверки и эксплуатации существенно повышает надеж­ность изделий и оборудования, обеспечивая громадный в масштабе страны экономический выигрыш. К особенностям современных сис­тем НКиД относятся значительное увеличение числа проверяемых параметров (многофунк­циональность) и повышение производительно­сти контрольных операций.

Ввиду необходимости получения и обра­ботки огромных массивов информации при контроле широко используются автоматизиро­ванные и роботизированные системы НКиД. Особенно перспективны контрольно- диагностические автоматы при контроле очень больших поверхностей, в условиях повышен­ных температур, агрессивных сред и др. Точ­ность работы таких систем зависит от чувстви­тельности и разрешающей способности входя­щих в них измерительных каналов и преобра­зователей информации. Автоматизация гра­дуировки и калибровки измерительных схем вместе со встроенной автодиагностикой полу­чают все более широкое распространение в системах НКиД. В связи с этим можно выде­лить следующие перспективные направления развития НКиД.

Интеллектуализация методов и средств НКиД. В НКиД используется более 100 мето­дов исследования, тысячи типов приборов.

В основе решения диагностических задач лежит прежде всего оптимальный выбор мето­да контроля, дающего наиболее объективную информацию о параметре диагностирования. Важнейшей проблемой становится не фикса­ция дефекта как уже возникшего отклонения от нормируемого параметра, а исследование и регистрация физических и других эффектов, предшествующих по времени переходу мате­риала или изделия в «дефектное» состояние. Интеллект диагностики начинается с правиль­ного выбора физического эквивалента, наибо­лее адекватного изучаемому явлению, характе­ризующему работоспособность объекта. На основе этого должна проектироваться диагно­стическая технология. Для решения этой про­блемы используются датчики на базе микро­электронной технологии, построенные на ос­нове самых различных физических явлений и химических преобразований.

Интеллектуализация современных мето­дов НКиД связана с их интенсивной компью­теризацией, широким использованием встро­енных процессоров, персональных и мини - ЭВМ, разработкой программ, алгоритмов тес­тового и функционального диагностирования.

Стали нормой перевод диагностической ин­формации в двух - и трехмерное изображение с последующей обработкой в реальном масштабе времени, амплитудно-фазочастотная обработка многомерного сигнала, реконструктивная то­мография и т. д. Переход на экспертные диаг­ностические многомашинные испытательные комплексы для крупных химических произ­водств позволит определять остаточный ресурс оборудования и риск эксплуатации.

Создание единой системы контроля химического производства и окружающей среды. С увеличением масштабов производст­ва, углублением экологических проблем ре­гионов все очевиднее становится неразрывная взаимосвязь методов и средств определения состояния промышленного объекта и окру­жающей среды. Системы диагностирования химического производства должны включать системы экологического мониторинга. Важно отметить, что многие измерительные каналы, алгоритмы диагностирования, методы и уст­ройства преобразования информации, исполь­зуемые физические и химические эффекты и технические средства идентичны при диагно­стировании химического предприятия и окру­жающей среды. Они должны быть унифициро­ваны и системно спроектированы для решения общей задачи обеспечения безопасности людей и окружающей среды.

Совершенствование диагностических технологий. Технические средства НКиД включают аппаратурную часть, программное обеспечение и эксплуатационно-техническую документацию. К сожалению, разработкам необходимой технологической документации, методикам, исследованию оптимальных про­цедур НКиД уделяется явно недостаточное внимание. От правильного выбора технологии НКиД в большой степени зависит эффектив­ность конечного результата - долговременная работоспособность оборудования при мини­мальных затратах. В качестве примера можно привести применяющийся до сих пор метод испытания труб большого диаметра с помо­щью гидропрессов, для которого необходимо строить специальные цехи и многотонное ис­пытательное оборудование. В то же время ав­томатизированный ультразвуковой дефекто­скоп позволяет выявить дефекты с большей достоверностью, чем гидроиспытания, при этом затраты на контроль меньше в сотни раз. Алгоритмы испытаний должна формировать диагностическая технология с тем, чтобы оп­ределить, что и как следует применять. Именно технология должна минимизировать диагно­стические параметры, методы и средства, обеспечивающие достоверность определения аномального события.

Диагностические технологии должны ра­ботать на опережение, надежно распознавать предаварийную ситуацию, исключать возмож­ность аварийной эксплуатации оборудования. Главным становится не оценка размеров де­фектов (дефектометрия), а определение оста­точного ресурса оборудования, степени риска его эксплуатации.

Общая характеристика средств НКиД. К средствам НКиД относят контрольно - измерительную аппаратуру, в которой исполь­зуют проникающие поля, излучения и вещест­ва для получения информации о качестве ис­следуемых материалов и объектов.

Выбор метода и прибора неразрушающе - го контроля для решения задачи дефектоско­пии, толщинометрии, структуроскопии и тех­нической диагностики зависит от параметров контролируемого объекта и условий его обсле­дования. Ни один из методов и приборов не является универсальным и не может удовле­творить в полном объеме требованиям практи­ки. В соответствии с назначением приборов контролируемые параметры и дефекты разде­ляют на четыре группы (табл. 1.3.2).