Классификация дефектов резервуарных конструкций

К дефектам резервуарных конструкций относят разного рода отклонения от установленных норм и технических требований, которые снижают прочность и эксплуатационную надежность конструкции, могут привести к разрушению резервуара.

Наиболее обобщённой является классификация дефектов по геометрическим размерам:

макродефекты— дефекты, размеры которых позволяют выявлять их различными методами неразрушающего контроля большинством дефектоскопов. Макродефекты, в свою очередь, можно также подразделять на крупные, средние и мелкие;

микродефекты— дефекты, размеры которых соизмеримы с размерами зерен металла и не позволяют обнаруживать их современными средствами технической дефектоскопии.

В настоящее время большое внимание уделяется влиянию различных макродефектов на напряженно-деформированное состояние конструкций. При этом дефекты подразделяют на два класса:

классические дефекты— дефекты, имеющие конечный (ненулевой) радиус закругления в вершине. Основным параметром, характеризующим уровень концентрации напряжений таких дефектов, является теоретический коэффициент концентрации напряжений;

трещиноподобные дефекты — дефекты, имеющие острую вершину (с практически нулевым радиусом). Основным параметром, характеризующим уровень концентрации напряжений таких дефектов, является коэффициент интенсивности напряжений.

С точки зрения необходимости применения различных методов неразрушающего контроля, дефекты конструкций подразделяют на:

• поверхностные или явные (выявляемые визуальным осмотром);

• внутренние или скрытые (выявляемые физическими методами),

а также по расположению дефектов:

• на основном металле;

• дефекты сварных соединений;

• в основании и фундаменте.

На сегодняшний день основными физическими методами контроля сварных соединений резервуаров и трубопроводов остаются ультразвуковая дефектоскопия и радиография; эти методы выявляют практически все внутренние дефекты сварных швов.

Все дефекты, выявленные при дефектоскопии основного металла и сварных соединений резервуаров физическими методами, по своим геометрическим параметрам подразделяются на локальные (точечные), плоскостные и объёмные.

С точки зрения пригодности резервуара к дальнейшей эксплуатации, выявляемые при обследовании резервуаров и других конструкций, дефекты подразделяются на:

ограниченно-допустимые - наличие которых обуславливает принятие необходимых эксплуатационных мер (например, ограничение высоты уровня жидкости в резервуаре);

недопустимые - при наличии которых дальнейшая безопасная эксплуатация резервуара невозможна.

С точки зрения ремонтопригодности, выявляемые при обследовании резервуаров и других конструкций дефекты подразделяются на:

исправимые — устранение которых технически возможно и экономически целесообразно;

неисправимые — устранение которых связано со значительными затратами или невозможно.

Граница перехода исправимых дефектов в неисправимые определяется технико-экономическим расчётом.

Следует отметить, что любая рассматриваемая классификация дефектов резервуарных конструкций является в большей или меньшей степени условной в зависимости от степени обобщения и глубины анализа.

1) Дефекты, появившиеся при изготовлении рулонных заготовок (заводские).

· подрезы;

· кратеры в сварных швах;

· грубая чешуйчатость швов;

· смещение стыкуемых кромок листов;

· шлаковые включения;

· нарушение геометрии сварного шва;

· микротрещины в сварных швах;

· газовые поры;

· непровары;

· свищи;

2) Дефекты, образующиеся в процессе транспортирования рулонных заготовок (транспортные).

· гофры, образовавшиеся на поверхности рулона;

· смятие части заготовки;

· локальные вмятины на крае заготовки;

· локальные вмятины на заготовке (местные повреждения) ;

3) Дефекты, появившиеся в процессе монтажа резервуара (монтажные).

· дефекты подготовки основания и монтажа;

· некачественная подготовка основания (некачественное уплотнение, большая разновысотность площади основания);

· местные пластические деформации стенки РВС;

· неубранные со стенок, днища и кровли остатки монтажных приспособлений;

· подтягивание с приложением больших усилий части окраек днища к стенке РВС перед сваркой;

· смещение стыкуемых полотнищ в вертикальной плоскости;

· вырывы металла из полотнища днища или стенки при разворачивании рулона;

· сквозные пробои металлоконструкций монтажной техникой;

· хлопуны днища недопустимых размеров;

· недопустимые отклонения стенки от вертикали;

· угловатость монтажных швов;

· дефекты сварки;

· свищи в сварных швах;

· газовые поры;

· нарушение геометрии сварного шва;

· смещение стыкуемых кромок;

· подрезы;

· непровары;

· микротрещины;

· шлаковые включения;

· грубая чешуйчатость шва;

· кратеры;

· отсутствие сплошности шва;

· прожоги в местах установки временных закреплений.

Допустимые размеры этих дефектов регламентируются ГОСТ [1], ПБ, РД и т.д.

Общие положения о контроле высотного положения и деформации стенки резервуара.

Наблюдение за высотным положением и деформацией стенки резервуаров является одним из основных пунктов технического обслуживания их. До 30% случаев от общего числа наступлений предаварийного состояния и отказов (аварий) резервуаров связаны с чрезмерными неравномерными осадками. Такие осадки вызывают разных форм и размеров деформаций днища, стенки и крыши резервуара. Они приводят к возникновению и развитию трещин по сварным швам, на участках установки люков и патрубков в стенке.

Поэтому нормативными документами определены предельно допустимые величины равномерной и неравномерных осадков резервуаров, деформации стенки по высоте в наружную и внутреннюю стороны [12,13].

Предельные деформации основания резервуара, соответствующие пределу эксплуатационной его пригодности по технологическим требованиям, следует устанавливать правилами технологической эксплуатации оборудования или заданием на проектирование.

При этом в цилиндрических вертикальных резервуарах разность осадок под центральной частью днища и под стеной не должна превышать 0,003r(где r – радиус резервуара). Крен не должен превышать 0,002 – для резервуаров с понтоном или плавающей крышей и 0,003 – для резервуаров без понтона или плавающей крыши.[13]

Для систематических наблюдений за осадкой резервуаров уже при пуске резервуарного парка в эксплуатацию разрабатывается единая схема нивелирования резервуаров, их ограждения, фундаментов под технологическое оборудование, шахтных лестниц. Фактические высотные отметки нивелируемых точек определяются в абсолютных величинах для чего используются постоянные реперы, закладываемые на территории резервуарного парка (НПС, НБ) в период его строительства.

Самое первое нивелирование резервуара в общем производится при приемке основания (фундамента) под монтаж.

В дальнейшем нивелирования резервуара осуществляются по точкам (маркам) на окрайке днища, размеченным с шагом не более 6 м, в количестве не менее 8 по окружности.

Обязательные нивелирования резервуара:

– при гидравлическом испытании – четырежды;

– в первые 4-5 лет эксплуатации – ежегодно дважды;

– при проведении частичных и полных технических диагностировании – дважды (при наличии в резервуаре продукта, после полного слива продукта);

– после проведения капитального ремонта (реконструкции) – при гидравлическом испытании – четырежды.

Внеплановые нивелирования выполняются после технологических аварий, стихийных бедствий, землетрясений с целью определения технического состояния резервуара.

Измерение отклонений образующих стенки от вертикали (характера общих и местных деформаций стенки) рекомендуется производить по вертикалям, совпадающим точками нивелирования по окрайке днища. Измерения производят на уровне верха каждого пояса стенки. Если при визуально – измерительном контроле обнаруживаются участки с существенными деформациями, измерения нужно производить еще и на уровне средины каждого пояса.

Измерения отклонений от вертикали выполняются либо теодолитом, либо с помощью каретки, перемещаемой по выбранной вертикали стенки.

Измерения производятся дважды – на заполненном и пустом резервуаре. На участках с явным проявлением выпучин и вмятин необходимо проводить измерения по дополнительным вертикалям.

Обязательные измерения отклонений образующих стенки от вертикали:

– при гидравлических испытаниях резервуара после сооружения и капитального ремонта (реконструкции);

– при частичном и полном диагностированиях;

– при решении вопроса об отбраковке резервуара по различным причинам.

Таблице 16. Предельные величины деформации стенки по высоте.

Примечания: 1. Предельные отклонения даны для стенок из листов шириной 1,5 м. В случае применения листов другой ширины предельные отклонения образующих стенки от вертикали на уровне всех промежуточных поясов следует определять интерполяцией.

2. Измерения следует производить для каждого пояса на расстоянии до 50 мм от верхнего горизонтального шва.

3. Отклонения надлежит проверять не реже чем через 6 м по окружности резервуара.

4. Указанные в таблице отклонения должны удовлетворять 75% произведенных замеров по образующим. Для остальных 25% замеров допускаются предельные отклонения на 30% больше с учетом их местного характера. При этом зазор между стенкой резервуара и плавающей крышей или понтоном должен находиться в пределах, обеспечиваемых конструкцией затвора.