Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка методики непрерывного магнитного коррозионного мониторинга энергетического оборудования с помощью датчика на основе эффекта гигантского магнитного импеданса с целью повышения уровня безопасности атомных электростанций

Докладчик: Бардин Илья Вячеславович

Должность: НИТУ "МИСиС", доцент, кандидат химических наук

Цель проекта:
Проблема, на решение которой направлен реализуемый проект: повышение уровня безопасности атомных электростанций (АЭС) путем проведения непрерывного коррозионного мониторинга энергетического оборудования. Задача: разработка методики непрерывного магнитного коррозионного мониторинга энергетического оборудования с помощью датчика на основе эффекта гигантского магнитного импеданса (ГМИ-датчика), обеспечивающей: - непрерывный магнитный коррозионный мониторинг функционирующего оборудования, прогнозирование потенциально опасных и аварийных ситуаций и, соответственно, надежность и безопасность работы АЭС; - регистрацию величины скорости коррозии металлических материалов, ее отклонения от величины, заданной в технической документации, и определение срока безопасной эксплуатации (фактического ресурса) оборудования АЭС; - определение начала процесса усиленной коррозии и расчет скорости коррозии металлических материалов, что позволит уменьшить как минимум в 4 раза количество регламентных обследований оборудования методами ультразвукового контроля, а также как минимум в 2 раза сократить количество регламентных остановок оборудования с целью осмотра и проверки его коррозионного состояния. Цель реализуемого проекта: Разработка методики непрерывного магнитного коррозионного мониторинга экспериментальных образцов с помощью ГМИ-датчика.

Основные планируемые результаты проекта:
1 Разработка и создание Лабораторной установки непрерывного магнитного коррозионного мониторинга экспериментальных образцов.
Создание Лабораторной установки является наиболее важной задачей проекта. Данная установка необходима для отработки методики проведения непрерывного магнитного коррозионного мониторинга экспериментальных образцов.
2 Разработка Программного обеспечения математической модели для компьютерного моделирования величины и пространственного распределения локальных магнитных полей, возникающих вследствие протекания коррозионных процессов на гетерогенной (с коррозионной точки зрения) металлической поверхности. Данное Программное обеспечение – необходимый элемент функционирования системы «ГМИ-датчик – коррозионный мониторинг». Программное обеспечение предназначается для подбора величины и пространственного распределения коррозионных токов и при наличии токов проводимости, соответствующих экспериментально измеренному распределению магнитных полей, а также обеспечивает получение оценочного значения скорости коррозии образца на основе полученного распределения
коррозионных токов.
3 Разработка Методики непрерывного магнитного коррозионного мониторинга экспериментальных образцов при помощи ГМИ-датчика и Проекта технического задания на проведение прикладной НИР по теме: «Разработка системы непрерывного магнитного коррозионного мониторинга энергетического оборудования АЭС при помощи ГМИ-датчика». Решение данной задачи позволит перейти к следующему этапу по внедрению непрерывного магнитного коррозионного мониторинга энергетического оборудования на АЭС.
4 Так как создаваемая Лабораторная установка непрерывного магнитного коррозионного мониторинга экспериментальных образцов не имеет мировых аналогов, то при проведении при помощи нее сравнительных коррозионных испытаний экспериментальных образцов в различных агрессивных водных средах будут получены уникальные экспериментальные данные.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1 Лабораторная установка непрерывного магнитного коррозионного мониторинга экспериментальных образцов может применяться для проведения сравнительных коррозионных испытаний экспериментальных образцов в различных агрессивных водных средах. При этом она позволит определять не только тип, но и скорость коррозии металлического материала в агрессивной водной среде. Отличительной чертой создаваемой Лабораторной установки является то, что при помощи нее скорость коррозии определяется прямым способом: путем пересчета
распределения магнитных полей на поверхности корродирующего материала в величину скорости коррозии. Лабораторная установка непрерывного магнитного коррозионного мониторинга экспериментальных образцов может стать обязательным инструментом в работе любой коррозионной лаборатории. Применение Лабораторной установки для проведения коррозионных исследований переведет
подобные исследования на качественно новый уровень. В связи с наличием в России и за рубежом достаточно большого количества коррозионных лабораторий (тысячи штук) потребность в Лабораторных установках может оказаться значительной.
2 Ожидаемым результатом должно стать создание коррозионного датчика на основе ГМИ-эффекта. Данный датчик не имеет недостатков, присущих всем известным в настоящее время коррозионным датчикам, используемым для коррозионного мониторинга технологического оборудования в процессе эксплуатации. Коррозионный датчик на основе ГМИ-эффекта должен стать основным элементом Единой системы
непрерывного коррозионного мониторинга оборудования АЭС в процессе эксплуатации, которая является ключевым инструментом обеспечения безопасной эксплуатации АЭС. В случае создания и успешного прохождения испытаний Единая система непрерывного коррозионного мониторинга энергетического оборудования АЭС с коррозионным датчиком на основе ГМИ-эффекта станет обязательной не только для каждой функционирующей и проектируемой АЭС в России, но и в мире. Кроме того, система непрерывного коррозионного мониторинга может быть использована в других отраслях промышленности, в которых применяется сложное технологическое оборудование, безопасность функционирования которого напрямую зависит от коррозионного состояния материалов: тепловая энергетика, заводы химической, нефтегазовой, атомной, пищевой, текстильной и других промышленностей.

Текущие результаты проекта:
1 Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ;
2 Проведено обоснование выбора направления исследований, исследование, обоснование и выбор методов, средств и способов решения поставленных задач в области разработки методики непрерывного магнитного коррозионного мониторинга энергетического оборудования с помощью датчика на основе эффекта гигантского магнитного импеданса;
3 Проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011-96;
4 Разработана Программа и методики испытаний экспериментальных образцов;
5 Разработана эскизная конструкторская документация Лабораторной установки непрерывного магнитного коррозионного мониторинга экспериментальных образцов;
6 Изготовлены три типа ГМИ-датчиков для работы в растворах;
7 Изготовлена электроника ГМИ-магнитометра.