Тепловой контроль и диагностика технического состояния плоских нагревательных элементов в реальных условиях эксплуатации с оценкой их остаточного ресурса

Баранов С.В, Будадин О.Н., Лебедев О.В., Слитков М.Н.
Технологический институт энергетических обследований и неразрушающего контроля ВЕМО, Москва
Институт Машиноведения имени А.А. Благонравова Российской Академии Наук

Для поддержания оптимального температурного режима функционирования электронного оборудования и комфортных условий для человека в различных климатических условиях на ряде ответственных объектов широко применяются плоские нагревательныек элементы (НЭСТ). По отношению к другим устройствам аналогичного назначения они обладают рядом преимуществ: малый объем при большой теплоотдаче, простота управления, низкие напряжения эксплуатации, простота технологии изготовления (относительно низкие цены) и т.п., что и определило их широкое применение.

Поэтому, несмотря на достаточно высокую эксплуатационную надежность, в последние годы неоднократно имели место случаи выхода из строя (в ряде случаев – с возгоранием) размещенных в бункерах плоских нагревательных элементов в процессе эксплуатации находящихся на дежурстве автономных пусковых установок (АПУ) комплекса «Тополь-М». Это создавало реальную угрозу безопасности как для обслуживающего персонала, так и для весьма сложного и дорогостоящего оборудования

Для решения поставленной задачи была разработана методика теплового неразрушающего контроля и диагностики технического состояния нагревателей, позволяющая:

• проводить высокопроизводительное обследование нагревателей и в условиях их производства, и в реальных условиях эксплуатации под нагрузкой штатным напряжением;
• определять техническое состояние и качество нагревателей, включая обнаружение дефектов и определение их характеристик;
• оценивать остаточный ресурс нагревателей как в условиях производства, так и в процессе эксплуатации.

- разработан метод тепловой дефектометрии нагревателей – математический аппарат обработки видеоизображений температурных полей, позволяющий определять техническое состояние нагревателей, обнаруживать дефекты и определять их характеристики, оценивать их остаточный ресурс,;

- повышено качество и эксплуатационная надежность нагревателей, предотвращение аварий нагревателей в системах их реальной эксплуатации за счет своевременного обнаружения аварийных ситуаций и оценки остаточного ресурса;

- создан автоматизированный объективный банк данных всех произведенных нагревателей, с учетом условий их производства, эксплуатации и т.п.;

- исследованы типы и характеристики дефектов нагревателей, влияющих на аномалии температурного поля поверхности.

Результаты работы позволяют:

- уменьшить вероятность возникновения аварий на автономных пусковых установках;

- определять техническое состояние и качество нагревателей, включая оценку остаточного ресурса, обнаружение дефектов и определение их характеристик;

- осуществлять ретроспективный анализ качества, надежности, изменения технических характеристик и др. нагревателей от их производства до момента выхода из строя или списания;

- оценить типы и характеристики дефектов нагревателей, влияющих на аномалии температурного поля поверхности.