8.1 Анализ повреждений и параметров технического состояния объекта
8.1.1 Цель анализа повреждений и параметров технического состояния, проводимого на основании полученных данных при рассмотрении технической документации, оперативной диагностике и экспертном обследовании, - установление текущего технического состояния объекта, уровня и механизмов повреждения, фактической нагруженности, необходимых для прогнозирования развития этого состояния в соответствии с установленными закономерностями доминирующих механизмов повреждения до достижения параметрами технического состояния значений, при которых объект переходит в предельные состояния.
8.1.2 Анализ включает:
- оценку фактической нагруженности основных элементов конструкции объектов, выполненную расчетным методом по действующим нормативно-техническим документам с учетом всех режимов нагружения и действующих нагрузок (включая температурные воздействия), фактической геометрии конструкции, фактических толщин ее несущих элементов, имеющихся и выявленных концентраторов напряжений и экспериментальных результатов исследований напряженно-деформированного состояния, полученных при оперативной диагностике и экспертном обследовании;
- установление механизмов образования и роста обнаруженных дефектов и повреждений, возможных отказов (постепенных, деградационных, внезапных, включая их категории, последствия и критичность) вследствие развития дефектов и повреждений; при этом особое внимание уделяется подтверждению отсутствия возможности внезапных отказов, при которых нельзя прогнозировать остаточный ресурс;
- оценку параметров технического состояния объекта, их соответствие требованиям нормативно-технической и конструкторской документации, а по отклонению от требований - установление определяющих параметров технического состояния;
- установление уточненной по сравнению с указанной в нормативно-технической документации системы предельных состояний и их критериев (например, уровень прогрессирующего формоизменения, возникновение предельно допустимых трещин, уровень течи перед разрушением и т.д.);
- заключение о необходимости дальнейших уточненных расчетов и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния и характеристик материалов;
- заключение о возможности дальнейшей эксплуатации объекта с установлением назначенного ресурса (до проведения уточненных расчетов и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния, характеристик материалов и оценки остаточного ресурса) в случае отсутствия повреждений, влияющих на параметры технического состояния объекта.
8.1.3 Результаты анализа повреждений и параметров технического состояния оформляются в виде технического заключения с решением о продолжении дальнейших исследований напряженно-деформированного состояния и характеристик материалов или возможности дальнейшей эксплуатации с указанием назначенного ресурса.
8.2.1 Цель уточненных расчетов и экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния и характеристик материалов - получение дополнительной (а также отсутствующих в технической документации) информации о номинальных и местных напряжениях и деформациях с учетом фактических свойств материалов, необходимой для установления механизмов повреждений или расчетов остаточного ресурса.
8.2.2 Уточненные расчеты проводятся с учетом всех режимов и действующих нагрузок за период эксплуатации (включая температурные воздействия и взаимодействие с внешней средой), возможным изменением характеристик материалов. В методике могут не регламентироваться способы, применяемые для определения усилий, перемещений, напряжений и деформаций в элементах, однако указывается, что ответственность за выбор того или иного метода несет организация, выполняющая соответствующий расчет.
8.2.3 Результаты расчетов напряженно-деформированного состояния, выполненные по нормативным документам, не регламентированным непосредственно для обследуемого объекта, проверяются экспериментальными методами (тензометрии, тензочувствительных покрытий, термометрии, акустической эмиссии и т.д.), которые в отдельных случаях (например, при отсутствии достаточно точных или апробированных на практике методов для сложных расчетов) могут использоваться самостоятельно. При этом могут применяться (при достаточном теоретическом и экспериментальном обосновании) методы моделирования и ускоренные методы испытания.
8.2.4 Определение уточненных характеристик материалов проводится на образцах, вырезанных из элементов конструкции, или образцах-свидетелях (в отдельных случаях при достаточном экспериментальном обосновании на их имитаторах) в соответствии с программами исследований, составленными с учетом обнаруженных повреждений и условий эксплуатации элемента конструкции. Перечень характеристик материала расширяется и включает, кроме стандартных прочностных свойств, в зависимости от условий эксплуатации характеристики малоцикловой и многоцикловой усталости, длительной прочности, трещиностойкости, сопротивления коррозии и коррозионному растрескиванию и др.
8.2.5 Испытания образцов и определение характеристик материалов проводится в соответствии с нормативно-технической документацией.
8.2.6 По результатам уточненных расчетов и исследования напряженно-деформированного состояния и характеристик материалов уточняются механизмы повреждений, параметры технического состояния, установливаются определяющие параметры технического состояния и критерии предельных состояний.
8.3 Определение остаточного ресурса
8.3.1 Остаточный ресурс объекта устанавливается на основе совокупности имеющейся информации прогнозированием его технического состояния по определяющим параметрам до достижения предельного состояния.
8.3.2 На первой стадии прогнозирования остаточного ресурса показывается, что в результате проведенных обследований и анализов технического состояния выполнены одновременно следующие условия: известны параметры технического состояния объекта, определяющие параметры технического состояния, изменяющиеся соответственно выявленному механизму повреждения элементов объекта, и критерии предельных состояний объекта, достижение которых возможно при развитии выявленных повреждений.
8.3.3 В методике обосновывается выбор способа прогнозирования. При непрерывном (или дискретном) контроле за параметрами технического состояния могут допускаться упрощенные методы, при которых прогнозирование осуществляется по одному параметру технического состояния. Упрощенные методы прогнозирования могут использоваться, например, при прогнозировании остаточного ресурса:
- объекта, работающего в условиях статического нагружения и коррозионной среды и снижающего несущую способность вследствие уменьшения толщины, когда основной повреждающий фактор - общая коррозия;
- объекта, работающего в условиях циклического нагружения при отсутствии коррозионной среды, несущая способность которого снижается вследствие малоцикловой усталости;
- объектов по функциональным параметрам, когда имеется объем информации по параметрам за период эксплуатации, достаточный для экстраполяции этих значений на последующий период эксплуатации, при выполнении условий его безопасной эксплуатации.
8.3.4 В общем случае выбор метода обосновывается точностью и достоверностью полученных данных, требованиями точности и достоверности прогнозируемого ресурса объекта и риска его дальнейшей эксплуатации, наличия и надежности системы контроля за его техническим состоянием.
8.3.5 В качестве основного показателя остаточного ресурса в результате прогноза определяется гамма-процентный ресурс, задаваемый двумя численными значениями: наработкой и выраженной в процентах вероятностью того, что в течение этой наработки предельное состояние не будет достигнуто.
8.3.6 Вероятность (гамма) выбирается в зависимости от назначения, степени ответственности и режима использования объекта. Для уникальных и ответственных объектов, преждевременное прекращение работы которых приведет к существенным экономическим потерям, это значение может достигать 90-95 % и выше. Если переход объекта в предельное состояние (ресурсный отказ) связан с опасностью для жизни и здоровья людей, со значительными экологическими последствиями, с отсутствием непрерывного контроля за техническими параметрами, то продолжительность эксплуатации следует нормировать заданным назначенным ресурсом, опираясь при этом на полученные показатели остаточного ресурса.
8.3.7 Для объектов, подлежащих ремонту, наряду с гамма-процентным остаточным ресурсом рекомендуется определять аналогичный показатель до ремонта.
8.3.8 В некоторых случаях (например, для оценки потребности в ремонтных мощностях, сроков измерений параметров технического состояния при дискретном контроле) при достаточном обосновании (в том числе на основании данных по объектам-прототипам) может использоваться среднее значение остаточного ресурса.
8.3.9 Результаты выполненных расчетов по прогнозированию остаточного ресурса оформляются в виде отчета и служат основанием для принятия решения.
8.4 Принятие решения о возможности дальнейшей эксплуатации объекта
8.4.1 На основании данных по оценке технического состояния объекта и остаточного ресурса принимается решение о возможности дальнейшей эксплуатации объекта в соответствии с остаточным или назначенным ресурсом или его ремонте, снижении рабочих параметров, демонтаже. Решение принимается организацией, проводившей техническое диагностирование и оценку остаточного ресурса.