неразрушающий контроль в энергетике

Когда говорят про неразрушающий контроль в нашей сфере, многие сразу представляют ультразвукового дефектоскопщика, который стучит по сварным швам на паропроводе. Это, конечно, основа, но лишь малая часть картины. На самом деле, сегодня это целая философия обеспечения надежности, где визуальный осмотр и измерение толщины — такие же критичные этапы, как и поиск внутренних несплошностей. Особенно остро это чувствуешь, когда работаешь с объектами, которые уже отслужили свой проектный срок, но должны работать дальше — типичная ситуация для многих ТЭЦ и сетевых компаний.

От теории к практике: где начинаются реальные проблемы

В учебниках всё гладко: есть методика, есть норматив, есть прибор. На практике же первый же выезд на котел показывает, что доступ к контрольным точкам часто перекрыт трубными пучками, изоляцией или несущими конструкциями. Приходится не просто проводить контроль, а сначала ?воевать? за пространство для его проведения, что само по себе требует понимания конструкции агрегата. Это та самая ?практика?, которой нет в сертификатах.

Вот, к примеру, оценка состояния несущих металлоконструкций опор ЛЭП или порталов открытых распределительных устройств (ОРУ). Казалось бы, визуальный метод, ничего сложного. Но именно здесь кроется ловушка. Коррозия под слоем старой краски, усталостные трещины в зонах концентрации напряжений возле заклепок — всё это легко пропустить, если смотреть без понимания того, как объект работает, какие нагрузки испытывает. Часто приходится совмещать визуальный осмотр с капиллярным контролем или даже с применением цифровой оптики для труднодоступных зон.

И здесь я вспоминаю про один проект, где мы сотрудничали со специалистами по защите металла. Речь шла об оценке эффективности горячего цинкования на ответственных конструкциях после нескольких лет эксплуатации в агрессивной промышленной атмосфере. Нужно было не просто констатировать факт наличия цинкового покрытия, а оценить его остаточную толщину, адгезию, наличие повреждений. Это тот случай, когда неразрушающий контроль плавно перетекает в экспертизу качества защитных покрытий. Кстати, для подобных задач полезно знать, кто и как эти покрытия наносит. Встречал в работе продукцию компании ООО Хэнань Юнгуан Электротехнические Технологии — они как раз объединяют производство металлоконструкций и горячее цинкование, что теоретически должно давать более предсказуемый и однородный результат по защитному слою, а это уже облегчает дальнейший мониторинг его состояния.

Оборудование и люди: что важнее?

Современный рынок завален приборами: ультразвуковые толщиномеры с А-сканированием и фазированными решетками, вихретоковые дефектоскопы, тепловизоры для обследования электрооборудования под нагрузкой. Искушение купить ?самое навороченное? велико. Но часто оказывается, что 80% задач на энергообъекте решает проверенный временем ультразвуковой толщиномер и хороший визуальный осмотр с биноклем и эндоскопом. Остальное — для специфичных случаев вроде контроля сварных соединений из аустенитных сталей, где ультразвук капризничает, и нужен уже рентген или даже томография.

Главный же ресурс — это специалист, который умеет не только нажимать кнопки на приборе, но и интерпретировать его показания в контексте конкретного оборудования. Почему здесь скорость звука ?плывет?? Это реальное изменение структуры металла или влияние температуры, слоя краски, кривизны поверхности? Был случай на турбине: толщиномер стабильно показывал заниженную толщину стенки цилиндра на одном участке. Все уже готовились к выводу о коррозионном поражении, но более опытный коллега догадался проверить калибровку на эталоне с похожей кривизной. Оказалось — влияние геометрии, металл был в норме. Спас от ненужного и дорогого ремонта.

Поэтому внедрение любых новых технологий, будь то интеллектуальные роботы для монтажа или обследования, должно идти рука об руку с подготовкой кадров. Робот соберет данные, но окончательное решение о дефекте, его критичности и дальнейших действиях — все равно за человеком. Это та самая ?профессиональная интуиция?, которая на самом деле есть сшитый опытом пазл из тысяч осмотренных объектов.

Программные комплексы: панацея или головная боль?

Сейчас много говорят про цифровизацию неразрушающего контроля, про системы управления данными (TDM, LIMS). Идея прекрасна: все дефекты, замеры, протоколы — в единой базе, история изменений, прогнозирование остаточного ресурса. На практике же часто упираешься в то, что полевые бригады работают по старинке — бумажный журнал, фото на телефон, Excel-таблица вечером в гостинице. Внедрение софта наталкивается на сопротивление: интерфейс неудобный, в полевых условиях нет стабильного интернета, двойной ввод данных (в программу и ?для себя?).

Ключ, на мой взгляд, в том, чтобы программный комплекс не был оторван от реальности. Он должен максимально упрощать рутину, а не создавать ее. Например, автоматическое формирование типовых протоколов по введенным данным, интеграция с геоинформационными системами для отображения дефектов на карте объекта, офлайн-режим работы. Видел, что некоторые компании, например, та же ООО Хэнань Юнгуан, заявляют о разработке специализированных программных комплексов. Интересно было бы посмотреть, насколько их решения адаптированы под реалии российских энергообъектов, с их разношерстным парком оборудования и зачастую устаревшей документацией.

Самая большая ценность таких систем — не в констатации факта, а в аналитике. Когда накапливается статистика по однотипным дефектам на однотипном оборудовании, можно выходить на предупреждающие меры. Допустим, видишь, что на всех задвижках определенного типа и года выпуска после 15 лет эксплуатации начинают появляться трещины в литых корпусах в одной и той же зоне. Это уже сигнал для проведения внепланового контроля всей партии, а не только реагирования на отказ.

Случай из практики: когда контроль предотвратил не просто аварию, а длительный простой

Хочу привести пример, который хорошо иллюстрирует системный подход. Обследовали мы металлоконструкции блочной опоры на ГРЭС. По программе — визуальный осмотр, замер толщин. Вроде бы всё в норме, коррозия в пределах допустимого. Но при детальном осмотре с помощью эндоскопа в замкнутом пространстве узла крепления траверсы обнаружились не ультразвуковые indications, а банальные, но крайне опасные сквозные свищи от коррозии изнутри полого сечения. Снаружи, под слоями краски, их было не видно. Конструкция испытывала знакопеременные ветровые нагрузки, и в любой момент мог произойти хрупкий излом.

Решение было нестандартным: вместо масштабной замены (длительный простой блока) провели усиление конструкции методом накладных элементов с предварительным стравливанием напряжений. Все этапы — от сверления контрольных отверстий для оценки реальной толщины до контроля качества сварки усиливающих накладок — проводились под непрерывным неразрушающим контролем. Это позволило продлить жизнь узлу еще на 10-15 лет до плановой замены в ходе капремонта. Экономический эффект исчислялся десятками миллионов рублей сохраненной выручки от недоотпущенной электроэнергии.

Этот случай лишний раз подтвердил простую истину: не бывает ?простых? или ?второстепенных? объектов для контроля. Каждый узел, каждая конструкция — это часть общей системы надежности. И подход должен быть соответствующим: от общего визуального осмотра до прицельного применения конкретного метода в конкретном, часто неудобном, месте.

Вместо заключения: о чем важно помнить

Подводя черту под этими разрозненными мыслями, хочу сформулировать несколько пунктов, которые для меня стали аксиомами. Во-первых, неразрушающий контроль в энергетике — это не служба, которая ?ищет брак?, а инструмент управления рисками и жизненным циклом оборудования. Его задача — давать объективную информацию для принятия инженерных решений: ремонтировать, усиливать, менять или просто наблюдать.

Во-вторых, не существует универсального метода. Это всегда компромисс между доступностью, чувствительностью, стоимостью и скоростью. Часто оптимальный путь — это разумная комбинация методов: визуальный + ультразвуковой, или капиллярный + вихретоковый. И здесь огромную роль играет квалификация и опыт специалиста, который составляет программу контроля.

И в-третьих, будущее, безусловно, за интеграцией данных. Когда результаты контроля будут в цифровом виде сразу попадать в 3D-модель оборудования, связываться с данными о режимах его работы, ремонтах, заменах. Это позволит перейти от реагирования на отказы к реальному предиктивному обслуживанию. Но фундаментом для этого будущего по-прежнему остаются качественно выполненные замеры и осмотры здесь и сейчас, на sometimes грязной, шумной и неудобной промплощадке. Именно там рождается та самая достоверная информация, на которой держится безопасность энергосистемы.