Проведение экспертизы промышленной безопасности технических устройств на предприятиях хранения и переработки растительного сырья

А.А. ХУДОШИН, канд. техн. наук, СВ. ВИНТИЛОВ, В.М. КАЧАЛКИН (ЗАО НПО «Техкранэнерго»)

На сегодняшний день трудно переоценить значение диагностики технического состояния оборудования потенциально опасных производств. Не в последнюю очередь это относится к предприятиям по хранению и переработке зерна, частые аварии на которых приводят к человеческим жертвам и большим экономическим издержкам, связанным с ликвидацией аварий и восстановлением производства.

Большая часть технологического оборудования вышеназванных производств отработала нормативный ресурс, а основные фонды предприятий практически не обновляются. Дальнейшая эксплуатация такого оборудования возможна только с разрешения органов Ростехнадзора на основании тщательного обследования технического состояния оборудования, установления его работоспособности, остаточного ресурса безопасной эксплуатации.

В условиях разнообразия организационных форм собственности проблемы технической безопасности становятся особенно актуальными, потому что до настоящего времени не завершен неконтролируемый этап децентрализации экономики, когда самостоятельность предприятий и коммерческих организаций нередко понимается их руководителями как возможность пренебрегать общепринятыми нормами промышленной безопасности. В связи с этим на первый план выходит экспертиза промышленной безопасности оборудования, отработавшего нормативный срок, как наиболее употребляемая форма подтверждения соответствия объекта экспертизы нормам и требованиям промышленной безопасности.

Техническое состояние промышленного оборудования контролируется на всех этапах: при производстве, монтаже, пуске, эксплуатации и ремонтно-восстановительных работах. Оценка технического состояния, прогнозирование остаточного ресурса и обеспечение безопасной работы оборудования предприятий по хранению и переработке зерна являются сложной комплексной и организационной процедурой. Специалист по техническому диагностированию этого оборудования должен обладать комплексом знаний, а также владеть методами контроля параметров технического состояния и выявления дефектов конструкции.

При оперативном обследовании потенциально опасных объектов и установлении причин аварий необходимо обнаружить дефекты в конструкционных материалах и выяснить причины их появления. Материалы деталей оборудования предприятий по хранению и переработке зерна различаются составом, степенью деформации, микро- и макроструктурой, термической обработкой, механическими и другими свойствами. Наличие дефектов вызывает локальное изменение свойств, которое может быть обнаружено с помощью различных методов, поэтому в технической диагностике применяют комплексный подход к выявлению дефектов.

Ключевым звеном в оценке технического состояния оборудования является оценка предельного состояния и критериев прочности оборудования для конкретных режимов и условий эксплуатации.

Отдельные локальные повреждения, выявленные при диагностировании, могут являться концентраторами напряжений и снижать прочность и долговечность материала. Поэтому работоспособность оборудования определяют на основе прочностных расчетов наружных элементов по их фактическому состоянию с учетом имеющихся повреждений и изменений физико-механических свойств металла.

Повреждения оборудования возникают вследствие воздействия различных эксплуатационных факторов, влияние каждого из которых имеет свои закономерности, поэтому необходим всесторонний анализ их влияния на ресурс. Повреждения могут быть вызваны эрозионным истиранием рабочей средой стенок, коррозией металла, усталостью, температурной ползучестью, изменением физико-химических свойств металла и другими причинами.

Исчерпание ресурса эксплуатируемого оборудования чревато авариями с тяжелыми последствиями.

ЗАО НПО «Техкранэнерго» начало свою деятельность по экспертизе промышленной безопасности технических устройств на предприятиях по хранению и переработке зерна в 2001 г. В работе был использован опыт Нижегородского центра технической диагностики, который в свое время разработал два документа по данной тематике: Временные методические указания по проведению экспертизы промышленной безопасности производственных объектов хранения и переработки зерна (Н. Новгород, 2000 г.); Типовую программу технического диагностирования технических устройств, отработавших нормативный срок службы и применяемых на опасных производственных объектах хранения и переработки зерна (Н. Новгород, 2001 г.).

На данный момент НПО «Техкранэнерго» проведено обследование более 1200 ед. оборудования на 45 предприятиях хранения и переработки зерна из более чем 8 тыс. технических устройств, эксплуатирующихся на территории Владимирской, Ивановской, Костромской и Ярославской областей. Экспертизе подвергались технические устройства, являющиеся потенциально опасным оборудованием, такие как конвейеры (цепные, винтовые, ленточные), нории, вальцовые станки, обоечные и вымольные машины, вентиляторы. Анализ проведенной работы выявил нарушения, основные из которых приведены ниже:

1. Отсутствие эксплуатационной документации на технические устройства (паспорта; акты обследований, проводимых при эксплуатации оборудования; акты и отчеты о выполненных работах при ремонтах; технологические параметры эксплуатации, оснащения средствами контроля и безопасности; графики ППР; инструкции по эксплуатации).

2. Несоответствие требований промышленной безопасности ПБ 14-586-03 и ПУЭ электродвигателей со степенью защиты IP54.

3. Отсутствие подключения к контуру заземления оборудования с электроприводом и оборудования с накоплением зарядов статического электричества.

4. Нарушение изоляции кабеля (проводов) ввода в электродвигатель.

5. Негерметичный ввод кабеля (проводов) в клеммную коробку электродвигателя.

6. Негерметичность крепления (уплотнения) клеммной коробки электродвигателя.

Несвоевременное устранение нарушений, отмеченных в пп. 2-6, в сроки, предусмотренные согласованными мероприятиями при эксплуатации оборудования, может вызвать:

поражение человека электрическим током;

локальные взрывы и возгорания при стечении обстоятельств возникновения короткого замыкания и повышенной концентрации пыли растительного происхождения в зоне расположения оборудования;

необратимые последствия - разрушение оборудования;

разрушение конструктивных элементов здания и сооружения.

Современное техническое диагностирование опасных производственных объектов в большинстве своем невозможно без применения новых методов неразрушающего контроля, одним из которых является метод виброанализа.

По мере износа оборудования, подвергающегося вибрации, оседания фундамента, ослабления креплений, деформации деталей, в динамических свойствах машины происходят изменения: нарушается центровка валов, баланс роторов; увеличиваются зазоры в кинематических парах; изменяется геометрия деталей. Все эти факторы приводят к увеличению энергии механических колебаний, которые для большинства имеют типичные характеристики и уровни, если машина находится в хорошем состоянии. Когда начинается развитие неисправностей, изменяются динамические процессы, уровень динамических колебаний и форма спектра колебаний. Основной задачей вибродиагностики является исследование состояния кинематических пар.

В практике вибродиагностирования роторного оборудования используется прибор «Топаз-В» взрывозащищенного исполнения с программным обеспечением «Диамант 2», позволяющий измерять и анализировать динамические сигналы с возможностью записи их в энергонезависимую память. С помощью балансировочной программы прибора можно проводить динамическое уравновешивание роторов в собственных опорах, не прибегая к разборке оборудования.

Начиная свою деятельность по экспертизе промышленной безопасности технических устройств, применяемых на взрывоопасных объектах хранения и переработки растительного сырья, специалисты столкнулись с проблемой отсутствия утвержденной нормативной технической документации, касающейся этого вопроса. Накопленный опыт в проведении экспертизы технических устройств позволил разработать Временные методические указания по проведению экспертизы промышленной безопасности технических устройств, применяемых на взрывоопасных объектах хранения, переработки и использования растительного сырья по достижении срока их эксплуатации и определению его остаточного ресурса.

В этом документе изложены порядок, технические требования, методы контроля, технические средства и рекомендации по проведению экспертизы промышленной безопасности технических устройств, применяемых на взрывоопасных объектах хранения и переработки растительного сырья, и определению остаточного ресурса.

При разработке настоящих методических указаний учтены опыт и практические результаты экспертизы промышленной безопасности технических устройств, применяемых на вышеуказанных объектах, использована современная методология оценки и прогнозирования технического состояния, изложен порядок проведения экспертизы и оформления ее результатов.

Каждый раздел методических указаний по осуществлению экспертизы промышленной безопасности технических устройств имеет полное и подробное описание работ, на основании чего экспертами проводится обследование и составляется заключение на какой-либо вид оборудования.

В этом документе особое внимание уделено:

оснащению потенциально опасного оборудования средствами взрывозащиты и взрывопредупреждения, соблюдению требований правил промышленной безопасности;

вибродиагностике, которая помогает своевременно выявить и рекомендует устранить неполадки в соответствующих узлах оборудования;

температурному режиму подшипниковых узлов, во время которого безошибочно определяется температурный нагрев корпуса подшипниковых узлов, температура которых не должна превышать 60 °С;

визуально-измерительному контролю, позволяющему определить марку, тип, размеры, работоспособное состояние рабочих органов и в целом состояние технических устройств;

проверке состояния электрооборудования;

измерению фактических толщин элементов оборудования, что важно для транспортного оборудования, во время эксплуатации которого образуется повышенное содержание пыли и при негерметичности этого оборудования может выделяться пыль в производственные помещения, а при неисправности - искрение, в результате чего могут произойти возгорание пыли или взрыв.

В развитие основных требований настоящих методических указаний будут выпускаться нормативные технические документы с учетом конструктивных особенностей и условий эксплуатации оборудования.

В заключение следует отметить важность и необходимость принятия и утверждения на федеральном уровне документа о порядке проведения обследования технических устройств на предприятиях хранения и переработки растительного сырья, в котором будет установлен нормативный срок эксплуатации оборудования, по истечении которого будет необходимо проведение экспертизы промышленной безопасности.

Журнал «Безопасность труда в промышленности» № 8, 2007 г.