Диагностика технического состояния и оценка ресурса аппаратов являются специальной дисциплиной, на базе которой формируются знания по обеспечению надежности и безопасности эксплуатации длительно проработавших сварных конструкций оболочкового типа. К числу отличительных черт нефтеперерабатывающих и нефтегазохимических производств следует отнести наличие значительной доли потенциально опасных объектов, выработавших проектный срок эксплуатации или не имеющих расчетного срока эксплуатации. Износ основного технологического нефтегазохимического оборудования достиг 80-90%, и оно естественно нуждается в замене. Поддерживать работоспособное состояние оборудования не представляется возможным без решения проблем диагностики современными достоверными методами и оценки остаточного ресурса. Параметры эксплуатации такого оборудования (рабочая температура и давление, рабочая среда и т.д.) охватывают очень широкие интервалы и весьма различны по воздействию на материал. Им присуще разнообразие по конструктивным оформлениям и по применяемым методам формоизменяющих операций при изготовлении. В процессе эксплуатации в металле конструктивных элементов оборудования происходит постепенное накопление необратимых повреждений и по истечении определенного времени возможны преждевременные их разрушения.
Основная часть нефтегазохимического оборудования представляет собой конструкции оболочкового типа. К ним можно отнести колонные аппараты, технологические аппараты, теплообменные аппараты, различные емкости, трубчатые печи, технологические трубопроводы и др. Условия эксплуатации значительной части такого технологического оборудования характеризуется повышенной температурой, давлением и коррозионной активностью рабочей среды. Степень агрессивности рабочих сред обусловлена, с одной стороны, обводненностью и содержанием кислых компонентов, сернистых и хлористых соединений, с другой - наличием коррозионно-активных компонентов в реагентах в процессах подготовки и переработки рабочих сред. Доминирующим фактором повреждаемости материала оборудования для подготовки и высокотемпературной переработки нефти и газа является высокая степень напряженности конструктивных элементов, нестационарность нагружения и коррозионная активность рабочих сред. Необходимо также отметить в силу конструктивных особенностей обследуемых объектов большие поверхности контакта металла с рабочей средой.
Характерным для нефтегазохимического аппаратостроения является мелкосерийный тип сварочного производства наряду с крупногабаритностью изделий оболочкового типа.
Актуальность обеспечения высокой эксплуатационной надежности технологического оборудования обуславливается как специфическими особенностями, так и современными тенденциями их развития. К числу отличительных черт нефтеперерабатывающих и нефтегазохимических производств следует отнести широкое применение в технологических процессах повышенных и криогенных температур; высоких давлений и вакуума; коррозионных, огне- и взрывоопасных сред; токсичных веществ; сложные режимы нагружения технологического оборудования, включающие различные виды и сочетания механических тепловых и коррозионных нагрузок. Для большинства видов оборудования, используемого в технологических процессах, указанные факторы действуют одновременно и приводят к труднопрогнозируемым результатам. В особо неблагоприятных ситуациях это может привести к значительному экономическому ущербу, нарушению нормальной экологической ситуации вследствие аварийных отказов и другим неблагоприятным последствиям.
Методы прогнозирования работоспособности длительно проработавших сварных аппаратов должны базироваться на таких критериях, которые бы учитывали временные процессы накопления повреждений в металле. Одним из основных аспектов решения проблем безопасности нефтегазохимических производств является дальнейшее совершенствование методологии оценки остаточного ресурса безопасной работы оборудования, т.е. определения времени наработки оборудования до перехода его в предельное состояние при установленных режимах и условиях эксплуатации.
Концепция и принципы оценки ресурса безопасной эксплуатации длительно действующего оборудования должны основываться на последних достижениях в областях теории надежности, физического металловедения, механики разрушения и неразрушающих методов контроля.
Данная дисциплина состоит из разделов: краткая характеристика и требования к изготовлению конструкций оболочкового типа; безотказность и долговечность конструктивных элементов нефтегазохимического оборудования; механизмы разрушения материалов; роль технической диагностики в обеспечении надежности и методы дефектоскопии; современные методы разрушающего и неразрушающего контроля; основные положения по оценке остаточного ресурса аппаратов.
В результате изучения дисциплины студент должен знать: