9. Оценка предельных размеров повреждений статистическими методами.

Достоверность контроля, характеризующая степень соответствия его результатов фактическому техническому состоянию объекта, определяется двумя показателями: точностью и доверительной вероятностью. Точность измерения указывают в виде доверительного интервала (например, для толщины стенки 20±2 мм) или односторонней доверительной границы (например, минимальная толщина стенки - 18 мм). Доверительную вероятность, т.е. вероятность нахождения фактического размера внутри доверительного интервала, стандарты по измерениям рекомендуют указывать в зависимости от ответственности контроля, но не ниже 0,95. При обычном уровне контроля доверительную вероятность не определяют, в основном, из-за недостаточной методической подготовки и квалификации персонала, проводящего обследование.

Источники погрешностей при измерениях можно подразделить на объективные и субъективные. Субъективными являются погрешности, обусловленные действиями конкретного оператора (его квалификацией, физико-психическими данными, состоянием здоровья и др.). Объективными источниками являются погрешности метода и средств измерений, а также статистические отклонения, обусловленные выборочным контролем показателей, имеющих разброс (рассеяние).

Например, при измерении толщины стенок портативными ультразвуковыми толщиномерами типа Кварц-15, УТ-93П техническая погрешность измерений составляет 0,1-0,2 мм, что не оказывает существенного влияния на точность контроля остаточной толщины стенок аппаратов. Более высокую погрешность обуславливает разброс толщины стенок, присущий листовому прокату, из которого изготовляют аппараты. Допуск на отклонения толщины листов проката достигает 5% от номинального размера и при толщинах более 20 мм отклонения могут достигать 1 мм.

Но самый большой вклад в разброс результатов измерений вносит действительное различие толщины стенок из-за неравномерности их коррозии. Это различие часто бывает вызвано различием условий нагружения различных участков поверхностей (различием концентраций агрессивных компонентов, температур, скоростей потоков, механических напряжений и др.), а также стохастическими свойствами процесса коррозии.

Участки, подвергающиеся повышенным нагрузкам и коррозии обычно известны, определяются по конструктивным признакам и по результатам внутреннего осмотра аппаратов. Именно такие участки и подвергают более тщательному контролю. Однако и на участках находящихся в одинаковых условиях нагружения, наблюдаются различия в глубине проникновения коррозии [23].

При традиционной схеме на карте контроля точки для измерения толщин распределяют равномерно по поверхности аппарата.

На каждое днище, царгу или отдельный лист (на развертке) планируют по несколько замеров (обычно не менее 4), число которых увеличивают пропорционально площади контролируемой поверхности. После измерений определяют минимальную толщину стенки и сравнивают ее с расчетной. Если разность положительна, то считают аппарат пригодным для дальнейшей эксплуатации, в противном случае аппарат бракуют. Поскольку измерения осуществляют выборочно (в намеченных точках), то при описанном методе минимальная из измеренных толщин может оказаться существенно больше, чем фактическая минимальная, имеющаяся на аппарате. Достоверность контроля при этом остается неопределенной, если учитывать размеры поверхности аппарата.

При планировании измерений возникает вопрос о необходимом и достаточном числе измерений "n"; чем больше "n", тем выше достоверность контроля, но тем выше и его трудоемкость. Рассмотрим предельные случаи. При сплошном контроле, т.е. когда измеряют толщину стенок на всех элементарных участках, глубина коррозии на которых не зависит от соседних участков, минимальная толщина стенки может быть определена со 100% доверительной вероятностью. При величинах S, порядка 10-100 см² сплошной контроль практически возможен только для небольших участков поверхности аппарата. Другой предельный случай - единственное измерение на контролируемом участке, т.е. n=1. Такие случаи возможны и имеют место в практике обследования для отдельных участков поверхности аппаратов. При этом достоверность контроля может быть достаточно высокой, если известна мера разброса толщины стенки, то есть коэффициент вариации глубин коррозии, Vh. При сплошной коррозии величина Vh обычно находится в интервале 0,1 - 0,4. При известном значении Vhсоответствующем нижней границе этого интервала, величина возможного отклонения от измеренной однократно глубины коррозии (30-50%) может быть вполне приемлемой для потребностей практики (см. табл. 3).

Таблица 3

Возможное превышение измеренной глубины коррозии (в %) на поверхности площадью s=m×s_c при уровне доверительной вероятности 0,99.

M = S/Sc	Vh
	0,1	0,2	0,3	0,4
2	29,4	70,2	130	232
10	36,7	90,7	175	329
100	41,7	105	209	408
1000	45,1	116	234	468
10000	47,9	125	256	521

Как видно из таблицы с увеличением неравномерности коррозии (с увеличением Vh) возможные отклонения (ошибки) быстро возрастают. Поэтому при обследовании аппаратов важно возможно точнее оценить величину Vh. Ориентировочную оценку осуществляют при внутреннем осмотре коррозионного состояния аппарата, а уточненную оценку получают путем статистической обработки результатов измерений. При этом одним из возможных вариантов планов контроля может быть не равномерное распределение точек измерений по поверхности аппарата, а сосредоточение наибольшего числа измерений (10-20) на одном участке (например, на участке максимального нагружения), а на остальных участках ограничиться 1-2 измерениями. Такой план контроля позволяет более точно оценить величину Vh и избежать ненужной работы.

При необходимости более точной оценки остаточной толщины стенки на каком-либо участке поверхности аппарата число измерений "n" увеличивают, имея ввиду, что уменьшение ошибки контроля пропорционально  .