Текст очень длинный, поэтому разбит на части. Часть 2 из 2.
139. Диагностирование гнутых отводов (гибов) паропроводов выполняют следующим образом:
а) Контроль остаточной деформации ползучести - 100% гибов, подлежащих контролю остаточной деформации (из стали 12МХ, 15ХМ и 10CrMo910 начиная с 450°C; из стали 12Х1МФ, 15Х1М1Ф - начиная с 500°C; из стали 10Х9МФБ и Х10CrMoVNb9-1 - начиная с 530°C).
б) Определение овальности - 100% гибов.
Овальность определяется по результатам измерений наружного диаметра гиба по двум, взаимно перпендикулярным, направлениям: между наружным и внутренним обводами и между нейтральными зонами. Измерения проводятся не менее чем в трех контрольных сечениях: в центральном сечении гнутой части и по разные стороны от него на расстоянии 0,5Da (Da - наружный диаметр).
в) Контроль методами ВИК, МПК (МПД) (ЦД) и УЗК - 100% гибов.
Контроль проводится по всей длине гнутой части на 2/3 окружности гиба, включая растянутую и нейтральные зоны.
г) Ультразвуковой контроль толщины (УЗТ) стенки в растянутой и нейтральных зонах гибов - 100%. Измерение толщины стенки проводится не менее чем в пяти контрольных сечениях гнутой части каждого гиба: одно контрольное сечение - в центральной части гиба и по два сечения - в разные стороны от него с интервалом не более (0,70 0,75)Da - для нормально загнутых гибов и (0,30 0,40)Da - для крутозагнутых гибов (Da - наружный диаметр).
Измерение твердости (ТВ) на гибах из стали 15Х1М1Ф в объеме 50% от общего количества гибов. Площадки измерения твердости совмещать с площадками проведения УЗТ.
д) Анализ микроструктуры (МИ) и микроповрежденности (МКП) металла.
Анализ проводится методом реплик или непосредственно на шлифах переносным микроскопом в объеме не менее:
для паропроводов из перлитных сталей - 10% гибов на паропроводах и пароперепускных трубах турбин, но не менее двух по каждому из типоразмеров, отработавших назначенный ресурс;
для паропроводов из мартенситных сталей - 20% гибов на паропроводах и пароперепускных трубах турбин, но не менее трех по каждому из типоразмеров, отработавших назначенный ресурс;
для пароперепускных труб котла из перлитных сталей - 5% от количества, но не менее двух гибов каждого назначения (перепуска), отработавших назначенный ресурс;
для пароперепускных труб котла из мартенситных сталей - 10% от количества, но не менее трех гибов каждого назначения (перепуска), отработавших назначенный ресурс.
Контролю подвергаются гибы с максимальной остаточной деформацией или с максимальным уровнем напряжений по результатам расчета на прочность.
Для пароперепускных трубопроводов котла в число контролируемых включаются гибы с максимальной расчетной температурой, в том числе последний гиб перед впрыскивающим пароохладителем.
Для паропроводов с отношением наружного диаметра к внутреннему не более 1,3 (Da/Dвн 1,3) в контрольную группу для анализа микроповрежденности включаются гибы с овальностью менее 2% (за исключением гибов, изготовленных нагревом токами высокой частоты с осевым поджатием или имеющих исходную овальность не более 2%) и гибы, овальность которых уменьшилась более чем на 40% по сравнению с исходным значением.
На паропроводах блоков сверхкритического давления (далее - СКД) в контрольную группу для анализа микроповрежденности включаются гибы с максимальной овальностью.
Отбор гибов в контрольную группу для анализа микроструктуры и микроповрежденности металла проводится с учетом результатов анализа микроповрежденности металла, полученных при предыдущем обследовании паропровода.
140. Контроль штампованных и штампосварных колен проводится в объеме:
а) методами ВИК, УЗК и МПК (МПД) (ЦД) металла:
25% штампованных отводов;
25% штампосварных отводов, но не менее двух.
Контроль ведется по всей длине изогнутой части по всему периметру (окружности) сечения колена, то есть включая наружный, внутренний обводы и нейтральные зоны колена.
б) Методами УЗК и МПК (МПД) или (ЦД) сварных соединений (продольных) штампосварных отводов - на 100% отводов, контролю подвергаются оба сварных шва в полном (100%) объеме;
в) Ультразвуковой контроль толщины (УЗТ) стенки:
25% штампованных отводов;
100% штампосварных отводов.
Измерения толщины стенки проводят не менее чем в трех контрольных сечениях: в центральном (ось симметрии в плоскости колена) и по разные стороны от него примерно посредине между центральной частью и концом колена. В каждом контрольном сечении штампованного колена измерения проводят в четырех точках: наружный, внутренний обводы и нейтральные зоны.
В штампосварных коленах контроль толщины стенки в зонах продольных сварных соединений выполняют по обе стороны от шва, поэтому в каждом контрольном сечении будет по шесть точек измерения.
в) Анализ микроструктуры (МИ) и микроповрежденности (МКП) металла:
в зонах сварных соединений штампосварных отводов не менее чем на 50% (но не менее трех колен) каждого из типоразмеров. На каждом обследованном колене анализ проводится в центральной части на двух шлифах: по одному на каждое сварное соединение;
металл штампованных колен - одно из колен каждого типоразмера: в центральной части колена на двух диаметрально противоположных шлифах - на внутреннем и наружном обводах (независимо от марки стали изготовления).
Отводы из стали мартенситного класса в штампосварном исполнении - не применяются.
141. Контроль сварных соединений проводится следующим образом:
а) Контроль сварных соединений методами ВИК, УЗК, МПК (МПД) (ЦД) и УЗТ сталей перлитного класса:
1) Для сварных соединений типа 1:
10% сварных швов при температуре эксплуатации до 510°C;
20% сварных швов при температуре эксплуатации 510°C и выше.
2) Для сварных соединений типа 2:
50% сварных швов при температуре эксплуатации до 510°C;
100% сварных швов при температуре эксплуатации 510°C и выше.
Контроль сварных соединений методами ВИК, УЗК, МПК (МПД) (ЦД), УЗТ и ТВ сталей мартенситного класса:
для сварных соединений типа 1 - 50%;
для сварных соединений типа 2 и разнородных сварных соединений независимо от типа - 100%.
Толщина стенки стыковых сварных соединений измеряется по основному металлу в пришовной зоне (в проточке) с каждой стороны шва в четырех точках равномерно по окружности трубы.
Толщина стенки штуцерных сварных соединений измеряется в четырех точках по периметру штуцера и в пяти точках основной трубы, четыре из которых равномерно расположены вдоль шва приварки штуцера, а одна - в точке трубы на пересечении с продолжением оси штуцера.
В число контролируемых следует включать сварные соединения за впрыскивающими пароохладителями до первого гиба и ближайшие к расходомерным шайбам на горизонтальных участках паропровода.
При выявлении недопустимых дефектов в сварных соединениях контроль соединений данного типа увеличивается до 100%.
б) Контроль твердости сварных соединений элементов из стали 15Х1М1Ф между собой и труб из стали 15Х1М1Ф с литыми деталями из стали 15Х1М1ФЛ по основному металлу и металлу шва проводится в объеме 100%.
Объем контроля проводимого в соответствии с подпунктами "а" и "б" пункта 141 ФНП после выработки назначенного ресурса паропровода может быть уменьшен по решению экспертной организации, согласованному с эксплуатирующей организацией, если полный объем этого контроля был выполнен не ранее чем за 15 тысяч часов до проведения обследования после исчерпания назначенного ресурса.
в) Анализ микроструктуры (МИ) и микроповрежденности (МКП) металла зон сварных соединений элементов паропроводов из стали перлитных марок:
для сварных соединений типа 1 - 10%, но не менее двух на каждый перепуск котла или турбины и не менее трех на каждый паропровод;
для сварных соединений типа 2 - 30%; при количестве соединений менее трех на перепуске или на паропроводе - 100%.
г) Анализ микроструктуры (МИ) и микроповрежденности (МКП) металла зон сварных соединений элементов паропроводов из мартенситных марок стали:
для сварных соединений типа 1 - 20%, но не менее трех на каждый перепуск (котла или турбины) и не менее пяти на каждый паропровод;
для сварных соединений типа 2 и разнородных сварных соединений независимо от типа - 100%.
д) Контроль следует выполнять для наиболее напряженных стыков и наиболее напряженных точек в их сечении по результатам поверочного расчета паропровода от совместного действия всех нагружающих факторов (ПРПС). При отсутствии указанного расчета контроль микроструктуры и микроповрежденности выполняют в четырех точках сечения, равномерно расположенных по периметру; для штуцерных соединений со стороны коллектора и со стороны штуцера.
142. Требования к методам и объемам контроля литых деталей изложены в пункте 134 ФНП. Контроль кованых и штампованных деталей следует выполнять теми же методами и в тех же зонах, что и аналогичных литых деталей, но в уменьшенном в два раза объеме (за исключением штампованных колен, объем контроля которых приведен в пункте 140 ФНП).
143. Исследование состава, структуры и свойств металла на вырезках проводится следующим образом:
а) Исследования состава (химического, фазового), механических свойств и структуры основного металла и сварного соединения на образцах вырезок из паропровода являются обязательными в следующих случаях:
1) при обнаружении в процессе контроля (или предшествующей эксплуатации) недопустимых дефектов или отклонений, в том числе недопустимого уровня остаточной деформации;
2) при выявлении нерекомендованной микроструктуры металла гибов или сварных соединений при неразрушающем контроле (методом реплик, переносным микроскопом);
3) при выявленной (по результатам неразрушающего контроля) в основном металле или (и) сварных соединениях микроповрежденности выше допустимого балла согласно требованиям подпункта "е" пункта 153 и подпунктов "б", "в", "г" пункта 157 ФНП;
4) при нарушении режимов эксплуатации, в результате чего возможны недопустимые изменения в структуре и свойствах металла, или появление недопустимых дефектов;
5) при третьем по счету продлении срока службы паропровода после отработки им дополнительно назначенного ресурса, и после наработки 400 тысяч часов и более, если исследования на вырезках ранее не проводились.
Для паропроводов из стали мартенситного класса - при первичном продлении ресурса.
Вырезка из паропровода с последующим исследованием состояния металла также должна проводиться в случае, если это признано необходимым организацией, выполняющей продление ресурса паропровода в рамках ЭПБ;
б) следует вырезать участок паропровода, содержащий фрагменты прямой трубы и гиба, включая их сварное соединение. Вырезаемая катушка должна быть предварительно замаркирована таким образом, чтобы при последующей механической обработке была возможность идентификации металла прямой трубы и гиба;
в) при определении места вырезки должны быть одновременно учтены следующие факторы:
вырезка должна находиться на начальном по ходу пара участке паропровода;
если в составе паропровода присутствуют элементы с различными сроками эксплуатации, вырезку проводят из участка с максимальной наработкой;
гиб, часть которого входит в состав вырезанной пробы, должен иметь максимальную остаточную деформацию или (и) минимальную по сравнению с другими гибами толщину стенки, или (и) максимальный балл микроповрежденности металла.
Следует для определения места вырезки выполнять предварительный поверочный расчет на прочность от действия всех нагружающих факторов и учитывать фактические данные по результатам контроля, в том числе микроповрежденности металла;
г) в технически обоснованных случаях следует в вырезаемый для исследований участок паропровода включать также гнутую часть гиба. При этом выбор участка паропровода для вырезки и последующего исследования металла следует обосновывать результатами поверочного расчета на прочность паропроводной системы от совместного действия всех нагружающих факторов;
д) вырезку пробы (катушки) из паропровода разрешается выполнять огневым способом с последующим удалением механическим способом слоя металла от кромки реза шириной не менее 30 мм. Длина вырезанной катушки должна составлять не менее 500 мм. Сварной шов должен располагаться по центру вырезки;
е) вырезаемые из трубной заготовки образцы для механических и ударных испытаний следует размещать по периметру заготовки, то есть в окружном (поперечном) направлении. Образцы на длительную прочность, а также для испытаний сварных соединений, располагают вдоль оси трубной заготовки.
Металлографический анализ и исследования микроповрежденности металла выполняются по всей толщине стенки трубы;
ж) на металле вырезки из паропровода проводятся следующие исследования:
определяют химический состав металла (основного и сварного шва);
определяют содержание легирующих элементов в карбидах и при необходимости - типы карбидов (карбидный и фазовый анализы);
определяют твердость металла по толщине стенки трубы и по поперечному сечению сварного соединения, включая основной металл, зону термического влияния и металл шва;
проводят испытания на растяжение по определению механических свойств металла при комнатной и рабочей температурах и ударные испытания по определению ударной вязкости KCU и KCV при комнатной температуре и KCU - при рабочей температуре;
испытания образцов типа "Менаже" из сварного соединения на статический изгиб с определением удельной энергии на зарождение трещины (AЗ) и на ее развитие (AР) - факультативно;
исследования микроструктуры металла (включая степень сфероидизации перлита) по толщине стенки трубы и сварного соединения по его поперечному сечению;
анализ микроповрежденности (порами ползучести) металла по толщине стенки трубы;
анализ микроповрежденности сварного соединения по его поперечному сечению;
длительные испытания по определению жаропрочных свойств металла и при необходимости сварного соединения.
Полный объем испытания по определению кратковременных механических свойств и длительной прочности проводят на трех партиях образцов, соответствующих металлу гиба, металлу прямой трубы и сварному соединению. При этом в последнем случае рабочая часть разрывных образцов и образцов на длительную прочность представляет собой сварное соединение, включая металл шва, зоны термического влияния и основной металл. Допускается по решению специализированной экспертной организации проводить испытания в сокращенном объеме.
Ударные образцы типа "Менаже" и "Шарпи" из сварного соединения (для испытаний на ударную вязкость и статический изгиб) изготавливают в двух вариантах: надрез располагается в металле шва и в зоне сплавления.
При испытаниях на растяжение основного металла определяют комплекс механических свойств, включая прочностные характеристики - временное сопротивление разрыву (предел прочности) и условный предел текучести и пластические характеристики - относительное удлинение и относительное сужение . При кратковременных испытаниях сварного соединения определяют временное сопротивление разрыву и относительное сужение ;
з) кратковременные механические свойства металла при комнатной и рабочей температурах определяются испытанием не менее двух образцов на разрыв и не менее трех - на ударную вязкость для каждого значения температуры.
Длительные жаропрочные испытания с определением характеристик длительной прочности проводят не менее чем на восьми образцах;
и) исследования микроструктуры и микроповрежденности металла проводятся на образцах из вырезки по всей толщине стенки трубы. Анализ микроструктуры и микроповрежденности основного металла и сварных соединений выполняется методами оптической микроскопии, а также факультативно прецизионным определением плотности для основного металла;
к) при исследовании металла вырезки гнутого участка колена данная вырезка проводится из центральной части гиба. В этом случае образцы для исследований как поперечные, так и продольные, вырезают из половины гиба, соответствующей его наружному обводу, включающей полностью растянутую зону и частично ( 50%) две нейтральные зоны.
144. Ревизию опорно-подвесной системы паропровода для последующего поверочного расчета на прочность и самокомпенсацию (от совместного действия всех нагружающих факторов) выполняют следующим образом:
а) Анализ проектной, монтажно-сдаточной и эксплуатационной технической документации:
проектные и фактические параметры пара (если ответвления паропровода, связанные с ним в одну расчетную систему, и сам паропровод эксплуатируются при различных параметрах среды, или время эксплуатации при рабочих параметрах для различных ответвлений отличается - сведения по каждому такому ответвлению в отдельности);
год ввода паропроводов в эксплуатацию, данные по длительности эксплуатации (наработке) паропроводов и их ответвлений;
аксонометрическая схема паропроводов с указанием марок стали и типоразмеров основной трассы и ответвлений с привязкой арматуры, опор и подвесок (с указанием проектных номеров), указателей температурных перемещений (с указанием проектных номеров) и сварных соединений;
массовые характеристики установленной арматуры;
проектные и эксплуатационные данные по температурным перемещениям паропроводов в местах установки индикаторов температурных перемещений (по осям координат, принятым в аксонометрической проекции паропроводов), а также в местах присоединения к оборудованию;
проектные и фактические данные по пружинным опорам и подвескам, сортамент установленных пружин, их высоты (в рабочем и холодном состоянии);
эксплуатационные формуляры по нагрузкам;
тип тепловой изоляции, ее погонная масса, границы участков с различной погонной массой тепловой изоляции;
величины и места выполнения монтажных растяжек в соответствии с актами о выполнении монтажных растяжек из паспорта паропровода;
возможные сочетания тепловых режимов работы паропроводов и их ответвлений;
данные об имевшихся в процессе эксплуатации повреждениях элементов паропроводов.
б) Осмотр трассы трубопровода в рабочем и холодном состояниях и ревизию ОПС:
визуальная проверка отсутствия защемлений паропроводов в рабочем и холодном состояниях;
визуальный осмотр и оценка работоспособности элементов ОПС;
измерение уклонов горизонтальных участков трасс;
составление ведомости дефектов, в которой указываются необходимые мероприятия по устранению дефектов и сроки выполнения этих работ, а также ответственные за их выполнение.
в) Проверку соответствия фактического исполнения трассы паропроводов и ОПС проектным данным:
измерение фактических линейных размеров трасс паропроводов с уточнением расположения ответвлений, сварных соединений (на основании проектных данных), опор, подвесок, арматуры и индикаторов температурных перемещений, проверка соответствия типов опор и подвесок проекту, проверка целостности и работоспособности элементов ОПС и индикаторов температурных перемещений;
измерение геометрических характеристик установленных пружин: определение количества витков, диаметров прутков и диаметров навивки пружин, а также высоты пружин в рабочем состоянии паропроводов; дополнительно измеряются длины тяг пружинных подвесок и их отклонения от вертикали; выполняется идентификация пружин;
измерение температурных перемещений при переходе паропроводов из горячего в холодное состояние.
г) Сопоставление и анализ фактических и проектных данных паропроводов и ОПС:
документируются все отмеченные при обследовании отклонения от проекта;
разрабатываются расчетные модели выявленных при визуальном осмотре частичных или полных защемлений паропроводов и ОПС;
уточняются применительно к конкретному паропроводу расчетные модели сварных соединений (на основании данных эксплуатирующей организации).
Паропроводы горячего промперегрева, изготовленные из центробежнолитых (ЦБЛ) труб
145. Требования к методам и объемам неразрушающего контроля при техническом диагностировании паропроводов горячего промперегрева, изготовленных из центробежнолитых (ЦБЛ) труб типоразмером 630 x 25 мм, 630 x 28 мм и 920 x 32 мм из стали марки 15Х1М1Ф, эксплуатирующихся при температуре пара 540 - 545°C и давлении 2,5 - 4,0 МПа, изложены в таблице VIII.8.
Таблица VIII.8
Объект контроля
Метод контроля
Объем контроля
Примечание
ТрубопроводРОПСТрубопроводная система и ОПСОсмотр трубопровода и ОПС проводить в горячем и холодном состояниях
Прямые трубыИзмерение остаточной деформации100%При достижении остаточной деформации, равной половине допустимого значения, измерения ее проводятся каждые 25000 ч
Металлографический анализ (МИ) с оценкой свойств металла и микроповреждаемости на вырезке (ИВ)не менее 1 трубы на паропроводМеталлографический анализ проводится на отобранных пробках или на вырезке. Вырезку следует совмещать со сварным соединением
Сварные стыковые соединенияВИК, УЗК, МПК (МПД) или ЦД100% -
УЗТ100%Толщина стенки контролируется один раз в зоне сварного соединения (место расточки под подкладное кольцо)
ТВ100%Измеряется твердость металла шва и примыкающего основного металла. Контролю подлежат в том числе заводские стыки, а также стыки с ремонтными подварками
Металлографический анализ (МИ) с помощью реплик ЗТВ сварного соединенияне менее 10% (объем контроля может уточняться)Контролю подвергаются стыки: - с разупрочненным металлом шва (твердость шва ниже твердости основного металла);
- с подваркой;
- разнотолщинных элементов (труба штампосварное колено)
Исследование структуры и свойств металла на вырезке (ИВ)Одно сварное соединение (с основным металлом) на паропроводВырезку следует совмещать с основным металлом трубы. Вместо вырезки сварного соединения (катушки) допускается вырезка пробки диаметром не менее 120 мм с последующей вваркой глухого штуцера. При вырезке пробки из нижнего полупериметра трубы штуцер (заглушающий) устанавливается донышком внутрь. Вварка штуцера должна выполняться с полным проплавлением стенки штуцера
146. Исследование состава, структуры и свойств металла на вырезках выполняется следующим образом:
а) Вырезку пробы основного металла в виде катушки или пробки совмещают с вырезкой сварного стыка или отбором пробки сварного соединения:
катушка вырезается из паропровода с помощью газовой резки: ацетилено-кислородной или смеси любого горючего газа с кислородом. Длина вырезаемого трубного элемента (включающего две ЦБЛ трубы) с кольцевым сварным швом посередине должна составлять не менее 650 мм;
пробка из действующего паропровода вырезается только механическим способом: фрезерованием, высверливанием. Она должна быть диаметром не менее 120 мм с последующей приваркой глухого штуцера в сварное соединение паропровода. Технология приварки глухого штуцера (DN 100) в отверстие, полученное при вырезке пробки в сварном соединении паропровода, должна соответствовать требованиям НД.
б) При исследовании основного металла ЦБЛ труб определяются:
химический и карбидный составы по сечению стенки трубы;
кратковременные механические свойства при комнатной и рабочей температурах;
критическая температура хрупкости (при необходимости);
состояние макро- и микроструктуры по сечению стенок труб;
микроповрежденность основной и ликвационной структуры порами с определением объемной доли пор;
жаропрочные свойства (при необходимости).
в) Макроструктурный анализ проводится на темплетах по всему поперечному сечению стенок труб для фиксирования ликвационной полосчатости и визуального выявления макронесплошностей технологического происхождения.
г) Микроструктурный анализ (включая микроповрежденность) проводится на шлифах поперечного сечения стенок труб как в зонах с основной структурой, так и в ликвационной зоне, примыкающей, главным образом, к внутренней поверхности трубы, с целью выявления степени развития ликвационных структур и фиксирования микродефектов технологического происхождения, а также оценки микроповрежденности металла.
д) Образцы для механических испытаний вырезают из зон металла, примыкающих к внутренней поверхности труб.
е) При исследовании сварного соединения на вырезке определяют:
твердость основного металла, зоны термического влияния (ЗТВ) и металла шва соединения в трех продольных сечениях (по трем линиям) на шлифе поперечного сечения стыка;
кратковременные механические свойства при комнатной и рабочей температурах по результатам испытаний образцов на растяжение и образцов с надрезом "Менаже" и "Шарпи" на ударный изгиб (надрез наносится по зоне сплавления и по металлу шва);
химический состав металла шва и при необходимости дополнительно основного металла и карбидный анализ металла этих зон;
качество зон сварного соединения по результатам металлографического анализа трех макрошлифов поперечного сечения;
микроструктуру и микроповрежденность зон сварного соединения по результатам металлографического исследования двух микрошлифов поперечного сечения;
жаропрочные свойства (при необходимости).
ж) При исследовании фрагмента сварного соединения (пробки), вырезанного из действующего паропровода, определяют:
твердость металла зон сварного соединения;
химический состав металла шва (и основного металла);
макро- и микроструктуру с оценкой микроповрежденности металла зон сварного соединения.
Станционные питательные трубопроводы
147. Методы и объемы контроля при техническом диагностировании станционных питательных трубопроводов наружным диаметром более 75 мм приведены в таблице VIII.9.
Таблица VIII.9
Наименование элементов
Метод контроля
Объем контроля
Примечание
1
2
3
4
ТрубопроводРОПСТрубопроводная система и ОПСОсмотр трубопровода и ОПС проводить в горячем и холодном состояниях
Трубы и фасонные детали после выходных патрубков регулирующей арматуры на длине не менее 10 Da трубы по ходу движения среды от регулирующего, дросселирующего органа, зоны установки дроссельных, шайбовых наборов, щелевых дросселей. Тупиковые участки в зонах возможного коррозионного износаУЗТНе менее 3 контрольных сечений на каждом из указанных участков; в каждом контрольном сечении не менее 4 точек измерения
Гибы труб, штампованные и штампосварные коленаВИК (овальность), УЗК, МПК (МПД) или ЦД, УЗТ, ТВ50%1. Обязательному контролю подлежат гибы байпасов РПК и обводов ПВД.
2. На электростанциях с поперечными связями допускается контроль гибов на соединительной магистрали выполнять в объеме: "горячий" стояк и "холодный" стояк - по 20%.
Крутоизогнутые отводы R/Da < 2,5ВИК (овальность), УЗК, МПК (МПД) или ЦД, УЗТ, ТВ100%
3. Если овальность контролируемых гибов измерялась ранее, допускается не проводить повторных измерений.
4. Контроль толщины стенки и твердости металла гибов выполнять в трех сечениях: центральном и по разные стороны от него; в каждом контрольном сечении по 3 точки измерений: в растянутой и нейтральных зонах.
5. Контроль гибов проводится по всей длине гнутой части на 2/3 окружности трубы, включая растянутую и нейтральные зоны
6. При наличии штампосварных колен контроль продольных сварных соединений методами УЗК и МПК - 100%
Литые коленаВИК, МПК (МПД) или ЦД, УЗТ50%1. Контроль выполняют по всей поверхности гнутой части, включая наружный, внутренний обводы и нейтральные зоны.
Ремонтные заварки - 100%
2. УЗТ выполняют в трех сечениях: нейтральном и в двух по разные стороны от него. В каждом контрольном сечении измерения проводят в четырех точках: по наружному, внутреннему обводам и в нейтральных зонах
Литые, кованые детали (корпуса арматуры, тройники)ВИК, МПК (МПД) или ЦДРадиусные переходы наружных поверхностей - 20% общего количества деталей каждого назначения. Ремонтные заварки - 100%Корпусы арматуры с DN > 250 контролировать также со стороны внутренней поверхности - в доступных местах.
УЗТ20% общего количества деталей каждого назначения1. Контроль корпусов арматуры проводят в четырех точках равномерно по окружности каждого патрубка.
2. Контроль тройников проводят в четырех точках равномерно по окружности штуцера, в четырех точках коллектора в окрестности линии сопряжения со штуцером по разные стороны от него и в точке коллектора, расположенной против центральной оси штуцера.
3. Контроль переходов проводят в двух сечениях вблизи переходных зон; в каждом сечении - 4 контрольные точки, равномерно распределенные по окружности
Сварные соединенияВИК, УЗКОсновные стыковые (тип 1) - 10%При обнаружении недопустимых дефектов объем контроля увеличивается вдвое; при повторном обнаружении недопустимых дефектов - объем контроля увеличивается до 100%
ВИК (катет угловых швов), УЗК, МПК (МПД) или ЦДШтуцерные соединения с Da 100 мм и стыковые соединения типа 2, в том числе приварки донышек (заглушек) - 30%При обнаружении недопустимых дефектов объем контроля увеличивается вдвое; при повторном обнаружении недопустимых дефектов - объем контроля увеличивается до 100%
Донышки (заглушки)ВИК100%УЗТ и ТВ заглушек выполняют в 5 точках: 4 - равномерно по окружности и 1 - в центре
УЗТ, ТВ50%
VIII. НОРМЫ КОНТРОЛЯ И КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛА
Котлы
148. Для труб поверхностей нагрева химический состав, технологические дефекты, макроструктура, загрязненность неметаллическими включениями должны удовлетворять требованиям технических условий на поставку с учетом возможных изменений при длительной эксплуатации, а общее состояние металла должно удовлетворять следующим требованиям:
а) По результатам визуального контроля металла труб (в котле и на вырезке) не допускаются:
выход труб из ранжира на величину диаметра трубы и более;
равномерное увеличение наружного диаметра относительно номинального для труб из легированных марок сталей более чем на 2,5%, для труб из углеродистых сталей - более 3,5%;
отдулины и макротрещины.
б) По результатам металлографического контроля не допускаются:
микротрещины;
коррозия по периметру зерен (межкристаллитная коррозия) на глубину 0,3 мм и более в металле на наружной поверхности труб из стали 12Х18Н12Т;
сульфидно-оксидная коррозия на наружной поверхности труб из перлитных сталей на глубину 0,1 мм и более в металле;
обезуглероженный слой глубиной более 0,2 мм.
149. Для коллекторов котлов должны соблюдаться следующие требования к состоянию металла:
а) На наружной и внутренней поверхностях коллекторов не допускаются:
трещины всех видов и протяженные трещиноподобные (длина в 10 раз больше ширины) дефекты;
несплошности (дефекты) округлой формы с размером по поверхности более толщины стенки трубы или более 20 мм и глубиной более 3 мм;
продольные риски глубиной более 10% от толщины (S) стенки или более 2,5 мм при S > 25 мм.
б) Прогиб коллектора не должен превышать 20 мм на 1 м длины и 100 мм по всей длине между опорами.
в) Качество стыковых и штуцерных сварных соединений по результатам неразрушающего контроля - согласно пунктам 156 - 158 ФНП.
г) Твердость металла коллекторов должна находиться в пределах следующих рекомендуемых диапазонов:
для стали марки 20 - от 120 до 180 HB; для стали 15ГС (16ГС) - от 120 до 200 HB;
для стали марки 12МХ и 10CrMo910 - от 120 до 190 HB;
для стали марок 15ХМ, 12Х1МФ и 15Х1М1Ф - от 130 до 210 HB;
для мартенситных сталей 10Х9МФБ и Х10CrMoVNb9-1 - от 190 до 255 HB.
Для перлитных сталей отклонения по твердости металла следует считать критичными, если минимальное ее значение меньше нижней границы соответствующего данной марки стали рекомендованного диапазона на 10%, а максимальное значение больше его верхней границы на 15% от среднего (медианного) значения твердости данного диапазона.
Для мартенситных сталей указанные отклонения не должны превышать 5 и 10% относительно нижней и верхней границ соответственно от величины среднего значения рекомендованного диапазона твердости.
Если твердость металла не укладывается в рамки рекомендуемого диапазона, но не выходит за границы критических значений, требуется предусмотреть компенсирующие мероприятия.
д) Для коллекторов из углеродистой или молибденовой (15М, 16М) стали графитизация не должна превышать балл 2 стандартной шкалы (приложение № 1 к ФНП).
е) Для коллекторов из теплоустойчивой стали перлитного класса, работающих в условиях ползучести, микроповрежденность металла не должна превышать балл 4 стандартной шкалы (приложение № 3 к ФНП).
Для коллекторов из хромистой стали мартенситного класса микроповрежденность не должна превышать балл 3 шкалы (приложение № 8 к ФНП).
150. Требования к качеству и критерии оценки состояния пароперепускных труб, работающих при температуре 450°C и выше, соответствуют аналогичным требованиям к трубам паропроводов, установленным в пункте 153 данной главы ФНП.
Состояние металла литых деталей, работающих при температуре 450°C и выше, должно удовлетворять следующим условиям:
качество поверхности и макроструктура должны соответствовать требованиям технических условий на отливки;
твердость металла должна удовлетворять требованиям технических условий на поставку. При отсутствии таких данных твердость металла литых деталей должна составлять не менее 0,8 от нижней границы диапазона твердости для аналогичной марки стали катаных, кованых и штампованных деталей согласно нормам ФНП;
в микроструктуре металла не допускаются поры размером более 5 мкм.
151. Состояние металла пароводоперепускных труб, работающих при температуре до 450°C, должно удовлетворять следующим требованиям
а) На поверхности гибов труб не допускаются:
трещины всех видов, а также протяженные трещиноподобные (длина в 10 раз больше ширины) дефекты;
продольные риски глубиной более 10% толщины стенки или более 2 мм для S 20 мм;
дефекты округлой формы (раковины, коррозионные язвы) с размером по поверхности более 10 мм и глубиной более 1,5 мм для элементов с Da 133 мм или с размером по поверхности более 15 мм и глубиной более 2,5 мм для элементов остальных типоразмеров;
скопления дефектов округлой формы глубиной более 0,5 мм для элементов с Da 133 мм или глубиной более 1,0 мм для элементов других типоразмеров.
б) Поверхностные дефекты с острыми краями следует выбирать абразивным инструментом с плавным скруглением краев выборки. При этом выборка не должна ослаблять стенку до уровня, приводящего к снижению коэффициента запаса прочности ниже нормативного значения. В любом случае глубина выборки не должна превышать 15% от номинальной толщины стенки элемента.
в) На внутреннем обводе гибов допускается плавная неровность (волнистость) высотой не более половины номинальной толщины стенки, но не более 10 мм. При этом шаг волн должен быть не менее утроенной их высоты.
г) Овальность гибов труб не должна превышать 8%.
д) Утонение стенки прямых труб и гибов в нейтральных зонах не должно превышать 10% от номинальной толщины стенки, а гибов в растянутой зоне (на наружном обводе) - 15%, для крутоизогнутых гибов допускается утонение стенки по наружному обводу до 20% от номинальной толщины (если иные критерии не установлены в технической документации изготовителя).
Если утонение стенки элементов превышает указанные нормы, то их работоспособность должна быть подтверждена контрольным расчетом на прочность.
е) Гибы считаются непригодными к дальнейшей эксплуатации, если по результатам их УЗК обнаружены дефекты, амплитуда или пробег эхо-сигнала от которых равны или превышают браковочные значения или на внутренней поверхности обнаружены дефекты, превышающие по амплитуде контрольный уровень чувствительности.
Качество гибов считается удовлетворительным, если по результатам их контроля методами ВИК, УЗК, МПК (МПД) или ЦД не обнаружены дефекты с браковочными признаками.
ж) Твердость металла гибов должна соответствовать следующим рекомендованным интервалам значений:
для стали марок 20, 15ГС (16ГС) - от 130 до 190 HB - в растянутой зоне и от 120 до 180 HB в нейтральных зонах и на прямых участках. Для стали 15ГС (16ГС) считать приемлемым увеличение твердости в нейтральных зонах до 190 HB и в растянутой зоне гиба до 200 HB;
для стали марки 12МХ (и 10CrMo910) - от 130 до 200 HB в растянутой зоне и от 120 до 190 HB в нейтральных зонах и на прямых участках;
для стали марок 15ХМ, 12Х1МФ и 15Х1М1Ф - от 140 до 220 HB в растянутой зоне и от 130 до 200 HB в нейтральных зонах и на прямых участках.
Допускаются отклонения от границ указанных диапазонов твердости в следующих пределах:
для сталей 20 и 15ГС (16ГС) - в сторону уменьшения от нижней границы и в сторону увеличения от верхней границы на 10 и 15% соответственно по средней величине твердости данного диапазона;
для сталей 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ и 15Х1М1Ф - в сторону уменьшения от нижней границы и в сторону увеличения от верхней границы на 5 и 10% соответственно по средней величине твердости данного диапазона.
Если твердость металла не укладывается в рамки рекомендованного диапазона, но не выходит за границы критических значений, требуется предусмотреть компенсирующие мероприятия.
з) Требования к качеству сварных соединений перепускных труб по результатам неразрушающего контроля - согласно пунктам 156 - 158 данной главы ФНП.
и) Для труб из углеродистой и молибденовой (15М, 16М) стали, работающих при температуре выше 390°C, графитизация в зонах сварных соединений и в металле гибов не должна превышать балла 2 стандартной шкалы (приложение № 1 к ФНП).
к) При исследовании свойств металла на вырезках должны соблюдаться следующие требования в отношении результатов этих исследований:
химический состав, макроструктура, загрязненность неметаллическими включениями должны соответствовать требованиям технических условий;
прочностные характеристики металла (временное сопротивление разрыву и условный предел текучести) не должны отличаться более чем на 5% в меньшую сторону от значений, регламентированных техническими условиями на поставку, как при комнатной, так и при рабочей температурах;
относительное удлинение стандартных образцов должно составлять при комнатной температуре не менее:
20% - для углеродистой стали;
16% - для кремнемарганцовистой стали (15ГС, 16ГС);
18% - для легированной хромомолибденовой и хромомолибденованадиевой стали;
отношение предела текучести к временному сопротивлению не должно превышать при комнатной температуре 0,65 - для углеродистых сталей и 0,75 - для легированной стали;
минимальное значение ударной вязкости при комнатной температуре на образцах с острым надрезом (типа "Шарпи") должно быть не менее 0,20 МДж/м2 (2,0 кгс·м/см2), на образцах с круглым надрезом (типа "Менаже") - не менее 0,30 МДж/м2 (3,0 кгс·м/см2).
152. Барабаны котлов должны удовлетворять следующим нормам качества
а) Геометрические параметры барабана должны соответствовать условиям:
отклонение среднего диаметра барабана от номинального значения не должно превышать 1% в большую сторону;
овальность барабанов не должна превышать 1%;
отклонение от прямолинейности образующих обечаек не должно превышать 3 мм на каждый 1 метр длины обечайки;
б) На поверхности металла и сварных соединений барабана не допускаются трещины всех видов и направлений.
Допускаются поверхностные единичные дефекты округлой формы пологого профиля (раковины, коррозионные язвы) глубиной не более 10% от толщины стенки, но не более 8 мм с максимальным размером на поверхности не более 20 мм, отстоящие от кромки ближайшего отверстия или сварного шва на расстояние не менее 300 мм. В зонах отверстий (включая кромки) и сварных соединений, то есть на расстоянии от них менее 300 мм, допускаются указанного выше типа дефекты глубиной не более 5 мм и максимальным размером по поверхности не более 10 мм.
Допускаются скопления коррозионных язв или других поверхностных дефектов пологого профиля глубиной не более 3 мм.
в) не допускаются расслоения металла, выходящие на поверхность лазовых отверстий;
г) твердость металла по данным измерений переносным прибором должна находиться в пределах:
для углеродистой и молибденовой стали (типа 20, 20Б, 15М, 16М, 20К, 22К) - 120 - 180 HB;
для легированной стали типа 16ГНМ, 16ГНМА - 140 - 210 HB; стали 15NiCuMoNb5 - 180 - 250 HB.
Допускаются отклонения от граничных значений указанных рекомендуемых диапазонов твердости в верхнюю и нижнюю стороны:
для углеродистой и молибденовой стали (20, 20Б, 15М, 16М, 20К, 22К) не более, чем на 10% от среднего значения твердости соответствующего диапазона;
для сталей 16ГНМ, 16ГНМА, 15NiCuMoNb5 не более, чем на 7% от среднего значения твердости соответствующего диапазона.
Если твердость металла не укладывается в рамки рекомендованного диапазона, но не выходит за границы критических значений, требуется предусмотреть компенсирующие мероприятия.
д) структура металла по результатам металлографического исследования на локальных пробах или вырезках должна соответствовать требованиям к исходному состоянию.
е) при исследовании свойств металла на вырезках должны соблюдаться следующие требования к их результатам:
прочностные характеристики металла (временное сопротивление разрыву и условный предел текучести) не должны отличаться более чем на 5% в меньшую сторону от значений, регламентированных техническими условиями на поставку, как при комнатной, так и при рабочей температурах;
относительное удлинение стандартных разрывных образцов должно составлять при комнатной температуре не менее:
20% - для углеродистой стали;
17% - для легированной (16ГНМ, 16ГНМА, 15NiCuMoNb5) стали;
отношение условного предела текучести металла к временному сопротивлению при комнатной температуре не должно превышать 0,65 для углеродистых сталей и 0,8 - для легированных;
ударная вязкость металла при комнатной температуре на образцах с острым надрезом ("Шарпи") должна быть не менее 0,20 МДж/м2 (2,0 кгс·м/см2);
критическая температура хрупкости металла (TK) должна быть не выше 60°C.
ж) требования к качеству стыковых и штуцерных сварных соединений барабанов по результатам неразрушающего контроля - согласно пункту 156 данной главы ФНП.
Трубопроводы пара и горячей воды
153. Состояние металла элементов паропроводов (включая пароперепускные трубопроводы турбин и котлов) из сталей перлитного и мартенситного классов, работающих при температуре 450°C и выше, должно удовлетворять следующим требованиям
а) химический состав, технологические дефекты, макроструктура, загрязненность неметаллическими включениями должны соответствовать требованиям технических условий на поставку;
б) остаточная деформация ползучести не должна превышать: для прямых труб из стали 12Х1МФ - 1,5% диаметра; для прямых труб из сталей других марок - 1,0% диаметра; для прямых участков гнутых труб (гибов) независимо от марки стали - 0,8% диаметра.
Остаточная деформация прямых труб и прямых участков гибов паропроводов блоков СКД из стали марок 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 10Х9МФБ и Х10CrMoVNb9-1 не должна превышать 0,8 и 0,6% соответственно.
в) для стали марок 12Х1МФ и 15Х1М1Ф суммарное предельное содержание легирующих элементов в карбидном осадке не должно превышать 60% от общего (суммарного) содержания легирующих элементов в металле;
г) утонение стенки прямых труб и гибов в нейтральных зонах не должно превышать 10% от номинальной толщины стенки элемента, а гибов в растянутой зоне (на наружном обводе) - 15%. Для крутоизогнутых гибов допускается утонение стенки по наружному обводу до 20% от номинальной толщины.
При несоблюдении данных требований по допустимому утонению стенки элементов их работоспособность должна быть подтверждена контрольным расчетом на прочность с уточнением ресурсных характеристик.
д) допускаются протяженные дефекты механического происхождения (риски) на наружной поверхности гнутых элементов глубиной не более 10% номинальной толщины стенки, но не более 1,5 мм в растянутой зоне и не более 2,0 мм - на остальных участках поверхности;
На наружной поверхности элементов паропроводов допускаются коррозионные язвы, раковины и другие локальные повреждения плавной формы глубиной не более 10% номинальной толщины стенки, но не более 2 мм. Трещины всех видов не допускаются;
е) микроповрежденность металла элементов из перлитных сталей при 500-кратном увеличении не должна превышать 4-го балла по шкале (приложение № 3 к ФНП).
Микроповрежденность металла элементов из мартенситных сталей при 1000-кратном увеличении не должна превышать 3-го балла по шкале (приложение № 7 к ФНП).
Степень сферойдизации перлита не должна превышать 5-й балл по шкале (приложение № 2 к ФНП). При более высоком уровне сфероидизации перлита требуется оценить ресурсные характеристики металла с учетом результатов жаропрочных испытаний на вырезке.
ж) овальность гибов труб с отношением наружного (Da) к внутреннему (Dвн) диаметру не более 1,3 должна быть не менее 1,5%, за исключением гибов, изготовленных нагревом токами высокой частоты с осевым поджатием или подвергнутых восстановительной термической обработке, или имеющих начальную (исходную) овальность менее 1,5%. Снижение овальности в процессе эксплуатации не должно превышать 50% от ее исходного значения.
з) после 100 тысяч часов эксплуатации допускается снижение кратковременных механических свойств при комнатной температуре: временного сопротивления разрыву и предела текучести - на 30 МПа, ударной вязкости (KCU) - на 0,15 МДж/м2 (1,5 кгс·м/см2) по сравнению с гарантированными уровнями среднемарочных значений соответствующих характеристик согласно требованиям на поставку. Минимальное значение ударной вязкости при комнатной температуре, полученное на образцах с острым надрезом (KCV), должно составлять не менее 0,25 МДж/м2 (2,5 кгс·м/см2).
Предел текучести стали 12Х1МФ и 15Х1М1Ф при температуре 550°C должен быть не ниже 180 МПа, стали 12МХ и 15ХМ при температуре 510°C - не ниже 200 МПа.
Значения и предельные нормы твердости гибов паропроводов из перлитных сталей принимаются в соответствии с указаниями подпункта "ж" пункта 151 ФНП для элементов пароводоперепускных трубных систем котлов. Твердость металла элементов из хромистой мартенситной стали должна соответствовать диапазону 190 - 255 HB с предельно допустимым отклонением в большую и меньшую стороны от его границ не более, чем на 5% от среднего значения твердости этого диапазона;
и) предел длительной прочности для конкретной марки стали на базе 100 тысяч и 200 тысяч часов не должен отклоняться более чем на 20% в меньшую сторону по сравнению со средними значениями данной характеристики согласно требованиям технических условий;
к) минимальный уровень длительной пластичности () должен быть не ниже 10% по результатам испытания образцов до разрушения на базе, условно соответствующей сроку эксплуатации паропровода;
л) требования к качеству сварных соединений паропроводов должны соответствовать пунктам 156 - 158 ФНП.
154. Должны выполняться следующие требования к качеству металла центробежнолитых труб из стали 15Х1М1Ф паропроводов горячего промперегрева:
а) химический состав, технологические дефекты, неметаллические включения, микроструктура, геометрические размеры должны удовлетворять требованиям технических условий на поставку с учетом допускаемых после длительной эксплуатации изменений.
По результатам анализа макроструктуры ликвационная полосчатость не должна занимать более половины площади поперечного сечения стенок труб;
б) микроструктура металла с ликвационными зонами, соответствующая V баллу шкалы (приложение № 11 к ФНП), считается браковочной. Для металла труб с ликвационными зонами, микроструктура которого соответствует IV (б) баллу шкалы указанного приложения, условием допуска к эксплуатации является удовлетворительный уровень ударной вязкости (KCU 0,4 МДж/м2) и кратковременной пластичности ( 16%; 45%) при комнатной температуре, установленный на образцах, вырезанных из зоны ликвации.
Микроповрежденность металла в зонах с ликвационной структурой и вне ее не должна превышать 5-й балл шкалы микроповрежденности (приложение № 4 к ФНП);
в) после 100 тысяч часов эксплуатации допускается снижение кратковременной прочности при комнатной температуре: временного сопротивления разрыву - до 430 МПа; предела текучести - до 215 МПа.
Значения ударной вязкости и кратковременной пластичности при комнатной температуре должны составлять не менее: KCU - 0,4 МДж/м2; - 16%; - 45%.
Предел длительной прочности стали на базе 10.5 и 2 · 10.5 ч не должен отклоняться более чем на 20% в меньшую сторону по сравнению со средними значениями данной характеристики согласно техническим условиям;
г) минимальный уровень длительной пластичности должен быть не ниже 10% по результатам испытания образцов до разрушения на базе, условно соответствующей сроку эксплуатации паропровода;
д) предельным состоянием металла центробежнолитых труб паропроводов, при котором дальнейшая эксплуатация их не допустима, является появление в них микротрещин, образовавшихся в результате слияния пор ползучести под влиянием температурно-временных и силовых факторов, а также наличие в одном поле зрения микроскопа при 50 - 100-кратном увеличении более трех технологических (междендритных) микротрещин каждая протяженностью 0,5 мм и более;
е) требования к качеству сварных соединений центробежнолитых труб должны соответствовать пунктам 156 - 158 ФНП.
155. Требования к состоянию металла элементов питательных трубопроводов должны удовлетворять следующим условиям:
а) химический состав, механические свойства, макро- и микроструктура, а также геометрические характеристики элементов должны соответствовать требованиям технических условий на поставку;
б) утонение стенки прямых труб и гибов в нейтральных зонах не должно превышать 10% от номинальной толщины стенки элемента, а гибов в растянутой зоне (на наружном обводе) - 15%;
Для крутоизогнутых гибов допускается утонение стенки по наружному обводу до 20% от номинальной толщины.
При несоблюдении указанных требований по допустимому утонению стенки элементов их работоспособность должна быть подтверждена контрольным расчетом на прочность с уточнением ресурсных характеристик;
в) требования к качеству сварных соединений питательных трубопроводов по результатам неразрушающего контроля - согласно пунктам 156, 158 ФНП;
г) остальные требования по качеству металла питательных трубопроводов соответствуют требованиям для пароводоперепускных труб котлов (работающих при температуре до 450°C) - пункт 151 ФНП.
Сварные соединения
156. Общие критерии качества металла сварных соединений
а) химический состав, геометрические размеры, технологические дефекты (поры, трещины от растрескиваний, вмятины, задиры на поверхности), а также содержание легирующих элементов в металле швов должны удовлетворять требованиям технических условий на поставку.
б) качество металла сварных соединений по результатам неразрушающего контроля должно соответствовать удовлетворительному уровню, означающему отсутствие выявляемых данным методом контроля дефектов, либо наличие дефектов, не выходящих за рамки браковочных критериев и не влияющих принципиально на эксплуатационную надежность сварного соединения;
в) качество и форма наружной поверхности сварных соединений по результатам визуально-измерительного контроля должны удовлетворять следующим требованиям:
допускаемая выпуклость (усиление) сварных швов должна находиться в пределах 0,5 - 3,0 мм при толщине стенки труб менее 10 мм; 0,5 - 3,5 мм при толщине стенки труб 10 - 20 мм; 0,5 - 4,0 мм при толщине стенки труб более 20 мм;
подрезы основного металла не более 0,2 мм;
отклонение от прямолинейности сварных стыков труб, измеряемое просветом между линейкой и трубой на расстоянии 200 мм от стыка, не должно быть более 3 мм;
западания (углубления) между валиками и чешуйчатость поверхности шва должны быть не более 1,0 мм при толщине стенки труб от 2 до 4 мм; 1,1 - 1,2 мм при толщине стенки труб от 4 до 6 мм; 1,3 - 1,5 мм при толщине стенки труб от 6 до 10 мм; 2,0 мм при толщине стенки труб более 10 мм;
допускаются одиночные сварочные дефекты согласно таблице IX.1;
не допускаются трещины любого размера и ориентации.
Допустимые размеры поверхностных дефектов (газовых пор, шлаковых включений), выявляемые при ВИК, МПК (МПД) и ЦД
Таблица IX.1
Номинальная меньшая толщина трубного элемента в сварном соединении, ммДопустимый максимальный размер дефекта, ммДопустимое число дефектов на 100 мм длины шва, шт.
От 2 до 3 включительно 0,53
Свыше 3 до 4 включительно 0,64
Свыше 4 до 5 включительно 0,74
Свыше 5 до 6 включительно 0,84
Свыше 6 до 8 включительно 1,05
Свыше 8 до 10 включительно 1,25
Свыше 10 до 15 включительно 1,55
Свыше 15 до 20 включительно 2,06
Свыше 20 до 40 включительно 2,57
Свыше 40 2,58
157. Качество сварных соединений по результатам металлографического анализа должно удовлетворять следующим требованиям:
а) Для сварных соединений трубопроводов и коллекторов из углеродистой стали 20 и молибденовый стали (15М и 16М), работающих при температуре 390°C и более (но не выше 450°C), графитизация в зонах сварного соединения не должна превышать балла 2 по шкале графитизации (приложение № 1 к ФНП).
б) Для сварных соединений трубопроводов и коллекторов из сталей перлитного класса 12Х1МФ и 15Х1М1Ф, работающих при температуре 450°C и выше, стадия микроповрежденности металла в ЗТВ соединений не должна превышать балл III согласно структурным шкалам микроповрежденности (приложение № 5 (для стали 12Х1МФ) и приложение № 6 (для стали 15Х1М1Ф) к ФНП).
в) Для сварных соединений трубопроводов и коллекторов из сталей мартенситного класса 10Х9МФБ (ДИ82) и Х10CrMoVNb9-1 (Р91) стадия микроповрежденности металла в ЗТВ соединений не должна превышать балл III согласно шкале микроповрежденности (приложение № 8 к ФНП).
г) Для разнородных сварных соединений трубопроводов и коллекторов из сталей перлитного и мартенситного классов микроповрежденность металла не должна превышать балла II согласно структурным шкалам микроповрежденности (приложение № 9 (хромистые сварочные материалы 10Х9М1Ф/CrMo91) и приложение № 10 (перлитные сварочные материалы 09Х1МФ) к ФНП).
158. Свойства металла сварных соединений трубопроводов и коллекторов должны соответствовать следующим требованиям
а) Твердость металла шва должна составлять:
- для соединений перлитных сталей (сварочный материал 09Х1МФ) в диапазоне 140 240 HB (до 250 HV);
- для соединений мартенситных сталей (в том числе разнородных с перлитными сталями) в диапазоне 225 280 HB.
б) Временное сопротивление разрыву при испытании на растяжение однородных сварных соединений должно быть не ниже минимального регламентированного значения этой характеристики для основного металла, а при испытании разнородных сварных соединений - не ниже минимального регламентированного значения временного сопротивления менее прочной из сваренных сталей.
в) Минимальное значение ударной вязкости на образцах с круглым надрезом ("Менаже") должно быть не менее 0,40 МДж/м2 (4,0 кгс·м/см2), а с острым надрезом - не менее 0,25 МДж/м2 (2,5 кгс·м/см2), независимо от класса свариваемых сталей.
IX. ПРОДЛЕНИЕ СРОКА СЛУЖБЫ ОБОРУДОВАНИЯ ПОСЛЕ ОТРАБОТКИ НАЗНАЧЕННОГО РЕСУРСА (СРОКА СЛУЖБЫ)
Общие требования
159. Процедура технического диагностирования и продления назначенного ресурса (срока службы) оборудования проводится в объеме экспертизы промышленной безопасности согласно требованиям ФНП ЭПБ, и решение о продлении ресурса (срока службы) принимается на основании вывода экспертной организации о соответствии или несоответствии объекта экспертизы требованиям промышленной безопасности.
160. Техническое диагностирование и продление срока службы (ресурса) оборудования включает следующие мероприятия:
анализ технической, эксплуатационной документации и разработку при необходимости программ контроля на основании требований и положений главы VII ФНП;
проведение неразрушающего и разрушающего (при необходимости) контроля элементов оборудования;
анализ результатов неразрушающего контроля металла и сварных соединений и результатов исследования металла по данным разрушающего контроля;
расчет на прочность с оценкой остаточного ресурса и (или) остаточного срока службы или (и) при необходимости циклической долговечности;
обобщающий анализ результатов контроля, исследования металла и расчетов на прочность с оценкой на его основе текущего технического состояния оборудования и установлением нового назначенного (дополнительного назначенного) ресурса или срока службы.
При проведении ТД и ЭПБ допускается привлекать к работам по неразрушающему и (или) разрушающему контролю специалистов или (и) лаборатории, состоящих в штате или структуре эксплуатирующей организации, или владельца оборудования, при условии соответствия квалификационного уровня специалистов и лаборатории профилю выполняемых работ и виду оборудования.
161. Процедура продления срока эксплуатации оборудования после исчерпания назначенного ресурса (срока службы) в зависимости от фактического состояния металла может выполняться неоднократно, и при каждом очередном продлении будет устанавливаться новый дополнительно назначенный ресурс (срок службы) оборудования.
Возможность каждого последующего продления срока эксплуатации (корректировки ранее назначенного ресурса после его исчерпания), обуславливается уточнением (актуализацией) при текущем диагностировании всех основных факторов, определяющих надежность и безопасность данного оборудования.
162. Для технических устройств, в конструкции которых присутствуют элементы (группы элементов), имеющие назначенный ресурс (срок службы) меньше назначенного ресурса (срока службы) самого технического устройства, требуется проведение технического диагностирования и продление ресурса поэлементно (по этим группам элементов), по мере достижения ими своих назначенных ресурсов.
Данное положение распространяется также на ситуацию, когда срок продления ресурса указанных групп элементов не совпадает со сроком исчерпания техническим устройством исходного назначенного ресурса или назначенного ресурса, установленного экспертной организацией по результатам технического диагностирования (в рамках ЭПБ).
В указанных ситуациях по результатам технического диагностирования групп элементов оформляется акт в виде технического отчета (заключения), к разработке которого следует привлекать экспертную организацию.
163. При проведении технического диагностирования (и ЭПБ) технических устройств, в составе которых имеются элементы (группы элементов) с назначенным ресурсом (сроком службы), превышающим назначенный ресурс (срок службы) самого технического устройства, экспертная организация, осуществляющая ТД и ЭПБ, определяет необходимость и объем технического диагностирования указанных групп элементов на основе анализа их состояния и ресурсных характеристик с учетом объемов и результатов предшествующего эксплуатационного контроля данных элементов (если он проводился).
Данное положение для указанных элементов распространяется также на процедуру повторного продления срока эксплуатации технического устройства, если срок его очередного ТД и ЭПБ не совпадает со сроками поэлементного технического диагностирования.
164. Требования по необходимости выполнения разрушающего контроля, местам или (и) конкретным элементам отбора вырезок (спилов) и объему испытаний, включая перечень методов и определяемых характеристик (свойств) металла, представлены в типовых программах ТД (глава VII) и должны содержаться в индивидуальных программах технического диагностирования. Типовые программы представлены в главе VII ФНП, индивидуальные программы должны отвечать соответствующим требованиям указанной главы ФНП.
Разрушающий контроль (исследование металла на вырезках (спилах)), является обязательным при техническом диагностировании элементов из перлитных сталей, работающих в условиях ползучести, если для них ранее было проведено два или более продлений назначенного ресурса, либо их общая наработка достигла или превысила 400 тысяч часов (но исследования на вырезках не проводились). При этом объем испытаний должен быть достаточным для установления характеристик, необходимых для оценки остаточного ресурса диагностируемых элементов.
Необходимость повторного исследования металла на вырезках при последующих диагностированиях на дальнейших стадиях эксплуатации оборудования устанавливает экспертная организация, осуществляющая продление срока службы. Для принятия соответствующего решения следует привлекать специализированную научно-исследовательскую организацию.
165. Продление срока службы (установление нового назначенного (дополнительного) ресурса (срока службы)), технического устройства или групп элементов в его составе по результатам технического диагностирования (и ЭПБ) должно быть обосновано контрольным расчетом на прочность и расчетной оценкой остаточного ресурса по временной или циклической наработке. Установление нового назначенного (дополнительного) ресурса (срока службы) технического устройства осуществляется на основании результатов расчета ресурсных характеристик входящих в его состав основных ресурсолимитирующих элементов.
Расчет на прочность и оценку ресурса следует выполнять с учетом фактических данных по геометрическим параметрам, условиям эксплуатации, результатам контроля, в том числе разрушающего при его проведении, полученных в ходе технического диагностирования.
Для оборудования, работающего в условиях ползучести, расчет остаточного ресурса является обязательным. При этом учитываются фактические условия эксплуатации путем использования эквивалентных параметров эксплуатации и условной эквивалентной наработки, определяемых с помощью данных по среднегодовым параметрам эксплуатации и соответствующим наработкам за весь предшествующий срок службы.
166. Конкретный порядок и методику расчета оборудования на прочность, включая оценку несущей способности, ресурса, циклической (усталостной) долговечности, определяет экспертная организация, осуществляющая ТД и ЭПБ технического устройства, с учетом требований в этой части соответствующих НД и ФНП. Используемые в расчетах служебные свойства металла должны гарантировать надежную и безопасную работу оборудования на весь период планируемого срока продления эксплуатации.
Результаты расчета должны подтверждать, что при эксплуатации оборудования на установленных параметрах в течение всего периода продленного срока службы обеспечивается соблюдение запасов прочности, указанных в соответствующих ИД и в настоящей главе ФНП.
167. Если по условиям прочности или (и) результатам оценки остаточного ресурса для отдельных элементов или (и) узлов оборудования не выдерживаются регламентированные коэффициенты запаса прочности при на паспортных параметрах, продление срока службы такого оборудования допускается при условии установления обоснованных расчетом параметров и обязательного соблюдения требований ФНП, технической документации и НД, касающихся безопасной эксплуатации данного технического устройства. В случае обоснованной необходимости такое решение должно быть согласовано с заводом - изготовителем оборудования.
Эксплуатация оборудования при коэффициенте запаса прочности ниже нормативного значения может быть продолжена в течение ограниченного времени, если такое снижение находится в пределах допускаемого и ФНП уровня, в том числе при выполнении дополнительных условий (компенсирующих мероприятий): проведении расширенного дополнительного (промежуточного) контроля или/и применении специальных дополнительных средств диагностики, или/и определении фактических свойств металла на вырезках.
168. По результатам технического диагностирования и определения остаточного ресурса (срока службы) оборудования (технического устройства) оформляется заключение ЭПБ, в котором устанавливаются:
срок безопасной эксплуатации оборудования до очередного технического диагностирования или до вывода его из эксплуатации;
условия дальнейшей безопасной эксплуатации оборудования, включая разрешенные параметры и режимы работы, порядок проведения технического освидетельствования и поэлементного технического диагностирования в случаях, указанных в пунктах 162, 163 ФНП, на стадии эксплуатации оборудования в пределах установленного по результатам технического диагностирования и ЭПБ срока.
При установлении в заключении порядка проведения промежуточного поэлементного технического диагностирования в период продленного срока эксплуатации оборудования следует совмещать сроки поэлементного диагностирования с учетом пунктов 162, 163 ФНП, а также сроки эксплуатационного контроля элементов в этот период с назначенным сроком очередного ТД в рамках ЭПБ самого технического устройства, в составе которого эти элементы находятся.
Котлы
169. Для поверхностей нагрева котлов, работающих при 450°C и выше, определяется по результатам текущего планового обследования ресурс дальнейшей эксплуатации и устанавливается срок очередного диагностирования.
Диагностирование, оценка состояния и определение срока эксплуатации до следующего (очередного) контроля состоят в следующем.
а) Должен быть выполнен комплекс мероприятий:
анализ данных по условиям эксплуатации и повреждаемости (наработка, количество пусков, водно-химический режим, вид топлива, температурный режим, количество отложений, количество и вид повреждений с привязкой к наработке на дату выявления повреждений);
неразрушающий контроль металла труб;
исследования состояния металла и оксидной пленки на вырезках;
определение по результатам исследований эквивалентной температуры эксплуатации для поверхностей нагрева из перлитной и аустенитной сталей;
расчетная или расчетно-экспериментальная оценка остаточного ресурса труб;
установление ресурса дальнейшей надежной и безопасной эксплуатации.
б) Исходными данными для оценки остаточного ресурса по критериям жаропрочности являются:
эквивалентная температура эксплуатации;
толщина стенки и скорость ее утонения (коррозионного износа);
характеристики длительной прочности металла труб данной микроструктуры.
в) Исследование оксидной пленки включает анализ структуры, характера и интенсивности коррозионных повреждений.
г) Для сталей перлитного класса на основании исследований микроструктуры металла, карбидного (фазового) анализа и оценки глубины коррозии определяют эквивалентную температуру за весь срок эксплуатации данной поверхности нагрева. Карбидный анализ заключается в определении содержания молибдена в карбидном осадке.
Эквивалентную температуру эксплуатации для труб из аустенитной стали определяют по количеству -фазы. Если содержание -фазы составляет менее 1%, эквивалентную температуру определяют по количеству карбидов по границам зерен.
д) В зависимости от фактического состояния микроструктуры металла устанавливается уровень жаропрочных свойств стали по отношению к соответствующему уровню в исходном состоянии, а затем с использованием этих данных и рассчитанных приведенных напряжений, а также с учетом эквивалентной температуры эксплуатации определяется остаточный ресурс поверхности нагрева.
Назначаемый по результатам диагностирования ресурс (срок продления эксплуатации) поверхности нагрева до следующего обследования, не должен превышать 50 тысяч часов.
170. Диагностирование и продление ресурса (срока службы) коллекторов по достижении назначенного ресурса может выполняться как для одной или нескольких групп одноименных коллекторов, так и в комплексном порядке в рамках продления срока службы котла в целом как единого технического устройства.
Общий алгоритм диагностирования и продления срока службы коллекторов включает ряд этапов:
а) основными мероприятиями в рамках процедуры продления ресурса (срока службы) коллекторов являются:
анализ режимов (параметров) эксплуатации котла и результатов контроля металла коллекторов за весь предшествующий период работы;
анализ результатов неразрушающего контроля и металлографического анализа состояния металла по данным текущего обследования;
определение эквивалентной температуры эксплуатации и эквивалентной наработки по параметрам на выходе из котла;
контрольный расчет на прочность с оценкой остаточного ресурса коллекторов;
обобщающий анализ результатов обследования и установление дополнительного назначенного ресурса (срока службы) коллекторов котла;
б) определяют эквивалентную температуру пара за котлом (по каждому контуру) по среднегодовым данным фактической температуры и соответствующим каждому году наработкам с использованием соотношений жаропрочности материала.
Определение эквивалентной температуры (Tэкв) осуществляется согласно указаниям подпункта "б" пункта 178 ФНП для паропроводов.
Полученные значения эквивалентной температуры пара за котлом по контурам высокого и среднего давления принимаются в качестве эквивалентных температур эксплуатации для выходных коллекторов последних ступеней перегрева по свежему пару и пару промперегрева соответственно.
В рамках данного подхода для выходных коллекторов последних ступеней перегрева определяют эквивалентную наработку по среднегодовым температурам за котлом и соответствующим годовым наработкам, приведенную к расчетной температуре, согласно алгоритму, изложенному в подпункте "а" пункта 178 ФНП.
в) выполняется расчет на прочность с оценкой ресурса по схеме:
определяют приведенные напряжения в коллекторе с учетом фактической толщины стенки (Sf) по результатам УЗТ, в качестве Sf принимается минимальная величина из всех контрольных замеров. Если минимальная фактическая толщина стенки Sf превышает номинальную толщину, то в качестве Sf принимают номинальную толщину стенки и расчет ведется с учетом только эксплуатационной компенсирующей прибавки;
расчетный коэффициент прочности коллектора () при вычислении приведенных напряжений принимают равным минимальному из следующих значений:
минимального значения из коэффициентов прочности, вычисленных для каждой системы отверстий ();
значения коэффициента прочности штуцерных сварных соединений ();
Допускается учитывать усиление отверстия штуцером при условии, что соединение штуцера с корпусом коллектора выполнено с полным проплавлением стенки.
Ресурс коллектора определяют путем сопоставления приведенного напряжения с допускаемыми напряжениями при расчетной температуре, соответствующими по ресурсной базе двум опорным точкам, одной из которых отвечает допускаемое напряжение, меньше рассчитанного приведенного, а другой - больше рассчитанного приведенного напряжения. Искомая точка, соответствующая рассчитываемому ресурсу, определяется методами логарифмической или линейной интерполяции. Экстраполяция допускаемых напряжений разрешается не более чем на 25 тысяч часов.
г) Остаточный ресурс дальнейшей эксплуатации выходных коллекторов последних ступеней перегрева при продлении срока службы на расчетных параметрах определяется выражением:
где - остаточный ресурс при расчетной температуре;
- полный (индивидуальный) ресурс коллектора при расчетной температуре;
- эквивалентная наработка данной группы коллекторов, приведенная к расчетной температуре.
д) Остаточный ресурс () входных и выходных коллекторов на промежуточных ступенях перегрева котла при продлении срока службы на расчетных параметрах определяется как разница между полным (индивидуальным) ресурсом при расчетной температуре () и фактической наработкой на период диагностирования :
Если эквивалентная температура на выходе из котла по какому-либо из контуров превышает расчетную температуру и соответственно эквивалентная наработка (приведенная к расчетной температуре) превышает фактическую наработку, следует остаточный ресурс коллекторов на промежуточных ступенях перегрева данного контура при продлении срока службы на расчетных параметрах определять по соотношению:
е) Расчеты выполняют при нормативном коэффициенте запаса прочности, равном 1,5.
В обоснованных случаях допускается снижение коэффициента запаса прочности до 1,4.
ж) Условием продления срока эксплуатации коллекторов является отсутствие в металле и сварных соединениях недопустимых дефектов и недопустимой микроповрежденности структуры (согласно пункту 149 ФНП), а также соблюдение условий прочности на планируемый срок продления. Допуск коллекторов в дальнейшую эксплуатацию при пониженном (не более чем до 1,4) коэффициенте запаса прочности разрешается не более чем на 30 тысяч часов.
з) Отработавшие назначенный или дополнительно назначенный ресурс коллекторы могут быть допущены к дальнейшей эксплуатации при расчетных параметрах на срок не более 50 тысяч часов.
В отдельных обоснованных случаях допускается продление эксплуатации коллекторов после отработки назначенного ресурса на срок более 50 тысяч часов.
171. Для пароперепускных трубопроводов котла порядок продления срока службы после отработки назначенного ресурса соответствует аналогичной процедуре продления срока службы для станционных паропроводов с учетом следующих особенностей:
а) эквивалентная температура за котлом и соответствующая эквивалентная наработка (приведенная к расчетной температуре) применимы впрямую только для участков парового тракта за выходными коллекторами последних ступеней перегрева. Определение эквивалентной температуры за котлом и соответствующей эквивалентной наработки выполняют согласно пункту 178 ФНП.
б) расчет ресурса гибов пароперепускных труб котла следует выполнять в соответствии с пунктами 176, 177, 179 ФНП, продление ресурса пароперепускных труб следует осуществлять на расчетные параметры котла.
в) остаточный ресурс дальнейшей эксплуатации гибов труб на промежуточных ступенях перегрева (перепусках) котла при продлении срока службы на расчетных параметрах следует определять по формуле (8) - подпункт "д" пункта 170 ФНП.
Если эквивалентная температура на выходе из котла превышает расчетную температуру и соответственно эквивалентная наработка превышает фактическую наработку, остаточный ресурс гибов труб на промежуточных перепусках при продлении срока службы на расчетных параметрах определяется по формуле (9) - подпункт "д" пункта 170 ФНП.
г) остаточный ресурс дальнейшей эксплуатации пароперепускных труб на участках парового тракта котла за выходными коллекторами последних ступеней перегрева при продлении срока службы на расчетных параметрах определяют по формуле (7) - подпункт "г" пункта 170 ФНП.
172. Продление ресурса (срока службы) литых деталей с DN100 и более должно проводиться при выполнении следующих основных требований.
а) Процедура диагностирования и продления ресурса литых деталей включает:
анализ режимов эксплуатации котла и результатов контроля, а также ремонта литых деталей за весь предшествующий период работы;
анализ результатов неразрушающего контроля и исследований состояния металла (если последние проводились) по данным текущего обследования;
определение эквивалентной температуры эксплуатации и эквивалентной наработки по температуре перегретого пара - на выходе из котла;
контрольный расчет на прочность с оценкой индивидуального ресурса деталей;
обобщающий анализ результатов обследования и установление дополнительного назначенного ресурса литых деталей котла.
Необходимость отбора проб из литых деталей для проведения металлографического анализа, включая микроповрежденность металла, определяет экспертная организация, выполняющая ЭПБ.
б) Эквивалентную температуру за котлом и соответствующую эквивалентную наработку определяют в соответствии с пунктом 178 ФНП. Эти характеристики применимы только для деталей, расположенных за выходными коллекторами последних ступеней перегрева.
в) Величину расчетного индивидуального ресурса определяют путем сопоставления приведенного напряжения с допускаемыми напряжениями при расчетной температуре, соответствующими двум смежным (кратным 10.5 ч) значениям ресурса, одному из которых отвечает допускаемое напряжение, меньшее рассчитанного приведенного напряжения, а другому - большее. При этом допускается использовать принцип линейной интерполяции. Экстраполяция допускаемых напряжений разрешается не более чем на 30 тысяч часов.
г) При определении допускаемых напряжений при расчетной температуре и заданных величинах ресурса по известным их значениям для деформированного металла: катаного, кованого, штампованного - требуется умножать указанные значения допускаемых напряжений на коэффициент 0,75.
д) Если литая деталь подвергалась ремонту с выборкой дефектного металла или с выборкой и последующей ее заваркой, в расчетах следует учитывать данный фактор. Наличие выборки учитывают местным ослаблением (уменьшением) расчетного сечения и при необходимости учетом концентрации напряжений. Ремонтная заварка учитывается введением в расчетные формулы коэффициента снижения прочности , величина которого зависит от технологии (условий) ремонтной заварки, температуры эксплуатации и фактической наработки изделия.
Ремонтные заварки на литых коленах не допускаются.
е) Остаточный ресурс дальнейшей эксплуатации литых деталей, расположенных на промежуточных участках парового тракта котла, при продлении срока службы на расчетные параметры определяют по формуле (8) в соответствии с подпунктом "д" пункта 170 ФНП.
Остаточный ресурс дальнейшей эксплуатации литых деталей, расположенных на участках парового тракта котла за выходными коллекторами последних ступеней перегрева, при продлении срока службы на расчетные параметры определяют по формуле (7), указанной в подпункте "г" пункта 170 ФНП.
ж) Отработавшие назначенный или дополнительно назначенный срок (ресурс) литые детали могут быть допущены к дальнейшей эксплуатации на основании удовлетворительных результатов контроля и расчетов на прочность при расчетных параметрах на срок не более 50 тысяч часов.
В отдельных обоснованных случаях допускается продление срока эксплуатации литых деталей после отработки назначенного ресурса на срок более 50 тысяч часов.
Если по результатам расчетов на прочность нормативный коэффициент запаса прочности на планируемый срок продления эксплуатации деталей не соблюдается, допускается продление этих деталей на ограниченный срок при пониженном коэффициенте запаса прочности при условии отсутствия недопустимых дефектов в металле по результатам контроля. В этих случаях коэффициент запаса прочности на конец планируемого срока продления эксплуатации должен быть не ниже 1,35, а собственно срок продления службы изделия не должен превышать 30 тысяч часов.
173. Барабаны котлов после отработки назначенного (дополнительно назначенного) ресурса допускаются в дальнейшую эксплуатацию при условии выполнения следующих требований по оценке их состояния и работоспособности.
а) Техническое состояние барабана определяется на основании результатов диагностирования, включающего:
анализ технической и эксплуатационной документации;
неразрушающий контроль металла элементов и при необходимости исследования металла на вырезке;
анализ результатов контроля и исследований;
контрольный расчет на прочность и расчет циклической прочности (долговечности).
б) Неразрушающий контроль металла барабана проводится по типовой программе, представленной в пункте 136 ФНП, или по индивидуальной программе, разработанной на ее основе.
Необходимость проведения исследований металла на вырезке (пробке) из барабана устанавливает экспертная организация, выполняющая ЭПБ.
Основанием для таких исследований являются:
интенсивная повреждаемость металла по значительной площади поверхности в виде трещин и трещиноподобных дефектов;
отклонения твердости металла от установленных норм (подпункт "г" пункта 152 ФНП);
расслоения металла в листах обечаек или (и) днищ на существенной их площади;
иные причины, обуславливающие необходимость или целесообразность проведения исследований металла на вырезке.
в) Требования по отбору (вырезке) пробы металла (пробки) из барабана изложены в пункте 82 ФНП. Выбор места вырезки пробки осуществляется экспертным путем на основе анализа комплекса факторов:
сертификатных данных;
результатов предыдущих контролей металла барабана, включая измерения твердости;
динамики повреждаемости; геометрических характеристик элементов с учетом расположения сварных швов, отверстий и внутрибарабанных устройств.
Вырезанное под пробу отверстие в барабане не должно понижать его коэффициент прочности относительно проектной величины.
Изготовление из пробки образцов для проведения исследований осуществляется согласно пункту 87 ФНП.
г) Исследования металла барабана на вырезке включают:
определение химического состава;
металлографическое исследование, включая анализ микроструктуры и оценку загрязненности неметаллическими включениями;
определение твердости по толщине стенки барабана;
механические испытания с определением прочностных и пластических свойств металла при комнатной и рабочей температурах;
испытания на ударную вязкость;
определение критической температуры хрупкости металла.
Металлографическое исследование проводится по всей толщине стенки барабана (по всей высоте пробки). Для этих целей используется обрезок от края пробки, не задействованный для изготовления темплетов образцов на механические испытания.
д) Герметичность барабана после вырезки пробки восстанавливается заглушающим штуцером с донышком, устанавливаемым внутрь барабана для предотвращения образования в нем застойной зоны. Если пробка вырезается из верхней части обечайки барабана, допускается заглушающий штуцер устанавливать с наружной стороны барабана.
Конструкция и размеры штуцера с донышком обосновываются расчетом на прочность.
Технология вварки штуцера с заглушкой должна предусматривать полное проплавление стенки штуцера.
е) Контрольный расчет на статическую прочность барабана проводится в соответствии с требованиями НД с учетом фактических данных по геометрическим параметрам элементов (взаимному расположению сварных швов, систем отверстий, толщины стенки), условиям эксплуатации и результатам контроля и исследований металла (при наличии последних).
Обязательному расчету на прочность подлежат барабаны, подвергнутые ремонту: выборкам дефектных участков или выборкам с последующей заваркой.
ж) Для подтверждения возможности дальнейшей эксплуатации барабана после отработки назначенного ресурса выполняется расчет на циклическую прочность (долговечность) по критериям малоцикловой усталости металла с учетом воздействия коррозионного фактора.
з) Возможность, срок и условия продления эксплуатации барабана сверх назначенного (дополнительно назначенного) ресурса устанавливаются на основании результатов технического диагностирования, контрольных расчетов на статическую прочность, расчетов циклического ресурса и гидравлического испытания барабана.
и) При невыполнении условий циклической прочности по результатам расчета на малоцикловую усталость, барабан может быть допущен в дальнейшую эксплуатацию на ограниченный срок при условии реализации дополнительных (компенсирующих) мероприятий по контролю металла или снижению напряжений в барабане за счет ужесточения требований по ведению режимов (стационарных и нестационарных) работы котла.
к) Отработавший назначенный (или дополнительно назначенный) ресурс барабан может быть допущен к дальнейшей эксплуатации на срок не более 50 тысяч часов на основании положительных результатов контроля, исследований металла (если они проводились) и расчетов на прочность при соблюдении установленных требований НД, технической и эксплуатационной документации.
В отдельных обоснованных расчетами случаях допускается продление срока службы барабана после отработки назначенного ресурса (при первичном продлении) на срок более 50 тысяч часов.
Если по результатам оценки циклической долговечности барабана накопленная усталостная поврежденность металла превышает 0,8 (но составляет менее 1), срок продления эксплуатации барабана не должен превышать 30 тысяч часов.
Станционные паропроводы, пароперепускные трубопроводы турбин и котлов 174. К основным элементам, входящим в состав паропроводов, относятся прямые трубы, гнутые отводы, штампованные и штампосварные колена, штампованные тройники, литые детали, сварные соединения (в том числе тройники), переходы.
Наиболее ответственными элементами, лимитирующими ресурс паропровода как цельного технического устройства, являются гнутые отводы (гибы) и штампосварные колена.
175. Процедура технического диагностирования и продления ресурса паропровода включает следующие мероприятия:
анализ технической документации;
контроль неразрушающими методами;
ревизия паропроводной и опорно-подвесной системы (ОПС);
анализ структуры и микроповрежденности металла непосредственно на элементах, без вырезки (реплика, портативный микроскоп, скол, срез);
исследования состава, структуры, свойств и микроповрежденности металла на вырезках (в необходимых случаях, оговоренных в ФНП);
контрольный расчет на прочность и оценка остаточного ресурса с учетом фактических данных по условиям эксплуатации, результатам контроля и исследований;
обобщающий анализ результатов комплексного обследования;
выпуск заключения ЭПБ.
Возможность продления срока эксплуатации паропровода сверх назначенного ресурса основывается на положительных результатах обследования (неразрушающего контроля, лабораторных исследований) и расчетных оценок остаточного ресурса.
176. Ресурсные характеристики основных элементов паропроводов определяют расчетным путем: вычисляют приведенные напряжения в элементе нормативными методами, определяют эквивалентные параметры за весь предшествующий срок эксплуатации и с использованием этих данных рассчитывают по критериальным показателям длительной прочности стали индивидуальный и остаточный ресурс на заданные параметры.
В качестве основного расчетного режима рассматривается режим с рабочей (квазистационарной) нагрузкой.
Расчет с учетом циклической составляющей нагружения по критерию предельной суммарной накопленной поврежденности от действия статических и циклических напряжений проводится в случаях, если общее количество полных циклов нагружения (пусков-остановов паропровода из холодного состояния) превысит 1000 на время исчерпания ресурса).
К пуску из холодного состояния следует относить пуск паропровода, если перед его началом температура металла составляет не более 150°C.
177. Расчет приведенных напряжений в элементах паропроводов выполняют нормативными методами с учетом следующих требований:
а) В гнутых отводах (гибах) приведенные напряжения рассчитывают для растянутой зоны (наружного обвода) гиба; в штампованных и литых коленах - для растянутой и сжатой зон (наружный и внутренний обводы).
Для штампосварных колен расчетная зона определяется расположением продольных сварных швов (приведенные напряжения рассчитывают либо для растянутой и сжатой зон, либо для нейтральной зоны).
б) При определении коэффициентов формы гибов для расчета приведенных напряжений используют максимальное значение овальности по результатам измерений, но не менее 6%.
Для штампованных, литых и штампосварных колен овальность принимают равной 2%.
в) В расчетах используют минимальную фактическую толщину стенки Sf по результатам УЗТ. Если Sf превышает номинальную толщину стенки элемента, расчет ведется по номинальной толщине стенки с учетом только эксплуатационной компенсирующей прибавки.
г) При вычислении приведенных напряжений в сварных тройниках расчетный коэффициент прочности принимают равным минимальному значению из коэффициента прочности за счет ослабления детали отверстием (с учетом укрепления) и коэффициента прочности штуцерного сварного соединения :
д) Коэффициент прочности продольных сварных соединений штампосварных колен и штуцерных сварных соединений тройников принимают равным:
при расчетной температуре до 530°C - не более 0,8;
при расчетной температуре 530°C и выше - не более 0,7, а для сталей 15Х1М1Ф, 10Х9МФБ и Х10CrMoVNb9-1 - не более 0,65.
е) Для стыковых сварных соединений ресурсоопределяющими являются эквивалентные напряжения, расчет которых выполняют с учетом совместного действия полного комплекса нагружающих факторов, включая весовые нагрузки и усилия от компенсации тепловых перемещений.
В качестве расчетного эквивалентного напряжения для последующего определения индивидуального или остаточного ресурса сварных соединений принимают его значение, соответствующее наиболее напряженному сечению.
178. Эквивалентные параметры эксплуатации и эквивалентную наработку паропровода определяют с использованием станционных данных по среднегодовым температурам и давлениям и соответствующим фактическим наработкам по каждому календарному году за весь срок эксплуатации согласно следующему порядку.
а) Расчет эквивалентных температуры и наработки построен на известном параметрическом уравнении жаропрочности.
Эквивалентная наработка определяется по формуле:
где - эквивалентная наработка, приведенная к температуре Tпр (условная наработка, соответствующая фактическому исчерпанию ресурса металла паропровода за счет ползучести при заданной постоянной температуре Tпр). В качестве таковой температуры (Tпр) принимают расчетную температуру Tр;
Ti и - среднегодовая температура в текущем году и соответствующая данному году наработка;
n - количество лет работы паропровода.
В приведенном выражении, а также в последующих формулах температура T принимается в К.
б) Эквивалентная температура Tэкв эксплуатации определяется численным методом из соотношения:
где - фактическая наработка паропровода на фиксированный момент времени (время обследования):
Уравнение (11) решается относительно неизвестной величины Tэкв численно методом последовательных приближений. В качестве первой итерации следует использовать значение температуры
Допускается считать достаточной точность вычислений 0,2°C.
в) Эквивалентное давление рассчитывается по формуле:
где: pэ - эквивалентное давление за весь расчетный срок службы ;
pi и - среднегодовое давление в текущем году и соответствующая данному году наработка;
n - количество лет работы паропровода за расчетный период;
m - показатель степени в уравнении длительной прочности.
Показатель m в уравнении длительной прочности принимают согласно справочным данным.
Допускается принимать следующие значения показателя m:
для стали марок 12МХ и 15ХМ:
m = 10,0 - при T 500°C;
m = 8,0 - при T 510°C
для стали марок 12Х1МФ и 15Х1М1Ф:
m = 10,0 - при T 520°C;
m = 8,0 - при T = 540°C;
m = 6,0 - при T = 570°C.
Для промежуточных температур значения показателя m допускается вычислять линейной интерполяцией между двумя опорными точками, ограничивающими с разных сторон значение расчетной температуры.
Допускается в качестве расчетного значения температуры за весь срок эксплуатации паропровода при определении показателя m принимать величину эквивалентной температуры Tэкв при условии, что |Tэкв - Ti| 20°C для всех значений i.
Для хромистых сталей следует до получения достоверных данных по величине показателя m принимать в качестве эквивалентного давления его среднеарифметическое значение, полученное усреднением среднегодовых давлений за весь предшествующий срок эксплуатации.
Эквивалентное давление следует использовать при определении приведенных напряжений для последующей оценки ресурсных показателей за предшествующий период эксплуатации паропровода (за время ).
179. Величину индивидуального или остаточного ресурса для металла труб и гибов определяется из следующего соотношения гарантированных характеристик длительной прочности, представляющего собой преобразованное параметрическое уравнение:
где - индивидуальный ресурс,
T - используемая в расчете температура, К;
n - коэффициент запаса прочности;
- приведенное напряжение, МПа;
a - постоянная, зависящая от марки стали.
Постоянная a для паропроводных марок стали перлитного класса принимается равной:
для стали 12МХ - 25,0;
для стали 15ХМ - 25,0;
для стали 12Х1МФ - 24,88;
для стали 15Х1М1Ф - 25,2.
Коэффициенты Ai полинома шестой степени в соотношении (13) для паропроводных сталей перлитного класса приведены в нижеследующей таблице X.1.
Таблица X.1
Марка сталиA0A1A2A3A4A5A6
12МХ20750-225,3385,6660,984-0,1730,01-0,000212
15ХМ21130-173,562-49,2810,891-0,8920,033-0,000465
12Х1МФ22810,76-730,7089,186-7,6540,3316-0,005560,0
15Х1М1Ф24099,54-774,7079,73-6,7390,3162-0,005880,0
Коэффициент запаса прочности при расчете принимается равным 1,5 (n = 1,5). При наличии фактических данных по характеристикам длительной прочности металла паропровода на время отработки им назначенного или дополнительно назначенного ресурса допускается принимать значение коэффициента запаса прочности ниже 1,5, но в любом случае оно должно быть не менее 1,3.
180. Ресурс (индивидуальный или остаточный) для металла фасонных элементов паропровода (за исключением гнутых отводов) определяют путем сопоставительного анализа методом интерполяции приведенных напряжений с известными допускаемыми напряжениями при расчетной температуре в двух смежных опорных точках, соответствующих ресурсных базам, для одной из которых допускаемое напряжение выше, а для другой ниже приведенного напряжения (подпункт "в" пункта 170 и подпункт "в" пункта 172). В качестве основного применяется метод логарифмической интерполяции, допускается использовать экстраполяцию допускаемых напряжений на ресурс не более 25 тысяч часов.
Допускается определять ресурс штампованных и штампосварных колен по уравнению (13) с учетом коэффициентов прочности сварных соединений для штампосварных колен согласно подпункту "д" пункта 177 ФНП.
181. Коэффициенты прочности стыковых сварных соединений принимают согласно требованиям НД или по результатам испытаний образцов металла на вырезках из сварных соединений. При этом используемые в расчетах коэффициенты прочности сварных соединений не должны превышать:
для расчетной температуры до 530°C величины 0,8;
для расчетной температуры 530°C и выше величины 0,7 для сталей перлитного класса и 0,65 для хромистых сталей мартенситного класса.
Для разнородных сварных соединений элементов из сталей перлитного и мартенситного классов коэффициент прочности не должен превышать 0,6 независимо от температуры эксплуатации.
182. При определении ресурсных характеристик элементов паропровода с использованием расчетных приведенных напряжений коэффициент запаса прочности принимается равным нормативному значению 1,5. В случае принятия пониженных коэффициентов запаса прочности при наличии удовлетворительных данных по длительной прочности металла, полученных в результате соответствующих испытаний на вырезках, они должны быть не менее следующих значений:
1,30 - для паропроводов из перлитных сталей с давлением пара до 14,0 МПа, за исключением паропроводов горячего промперегрева;
1,35 - для паропроводов из перлитных сталей энергоблоков СКД и всех паропроводов горячего промперегрева из перлитных сталей;
1,45 - для паропроводов из хромистых сталей мартенситного класса.
При расчете ресурсных характеристик штампосварных колен снижение коэффициента запаса прочности относительно нормативного значения не допускается.
183. Расчет остаточного ресурса элементов паропровода при продлении срока службы проводится следующим образом.
а) Продление ресурса выполняется на расчетные параметры эксплуатации следующими способами:
1) Определяют эквивалентную наработку по подпункту "а" пункта 178 ФНП при приведенной температуре, равной расчетной температуре: Tпр = Tр.
Определяют индивидуальный ресурс () при работе на расчетной температуре и расчетном давлении по соотношению (13) или согласно пункту 180 ФНП.
Остаточный ресурс () при последующей эксплуатации на расчетных параметрах определяется в соответствии с формулой (7):
2) Определяют эквивалентную температуру (Tэкв) и эквивалентное давление (pэ) за предшествующий срок эксплуатации () по подпунктам "б", "в" пункта 178 ФНП.
Определяют индивидуальный ресурс для условий работы при эквивалентных температуре и давлении () по уравнению (13) или согласно пункту 180 ФНП.
Определяют степень выработки ресурса металла (D) за фактическое время работы () по соотношению:
Определяют индивидуальный ресурс () при работе на расчетных параметрах (по уравнению (13) или согласно пункту 180 ФНП).
Остаточный ресурс при последующей эксплуатации на расчетных параметрах () определяется выражением:
б) Продление ресурса выполняется на эквивалентные (или весьма близкие к ним) параметры эксплуатации.
Определяют эквивалентную температуру и эквивалентное давление за предшествующий срок эксплуатации по подпунктам "б", "в" пункта 178 ФНП.
Определяют индивидуальный ресурс при работе на эквивалентных параметрах () по соотношению (13) или согласно пункту 180 ФНП.
Остаточный ресурс при последующей эксплуатации на эквивалентных параметрах () определяется:
в) Продление ресурса осуществляется на разрешенные (установленные) параметры, отличные от расчетных и эквивалентных параметров.
Для этого расчетного случая определение остаточного ресурса выполняется аналогично ранее указанному в подпункте "а" настоящего пункта ФНП, с учетом следующих изменений:
1) Эквивалентная наработка () рассчитывается для приведенной температуры Tпр, равной установленной (разрешенной) температуре Tу: Tпр = Tу;
Индивидуальный ресурс () рассчитывается для установленной температуры и установленного давления;
Остаточный ресурс () при последующей эксплуатации на установленных параметрах составляет:
2) Этапы расчета вплоть до определения параметра степени выработки ресурса (D) включительно остаются без изменений: ;
Рассчитывается индивидуальный ресурс для установленных параметров эксплуатации (см. выше);
Остаточный ресурс () при последующей работе на установленных параметрах составляет:
г) Следует при определении остаточного ресурса на расчетные и установленные параметры дальнейшей эксплуатации применять оба приведенные выше варианта расчета.
Решение о назначении ресурса продления эксплуатации паропровода принимается с учетом результатов расчета по обоим вариантам и данных по фактическому состоянию металла согласно результатам технического диагностирования.
184. Продление срока службы паропровода после отработки назначенного (дополнительно назначенного) ресурса, основанное на положительных результатах технического диагностирования и расчетных оценок остаточного ресурса, должно обеспечить безопасность его дальнейшей эксплуатации в течение установленного срока продления с учетом следующих положений:
а) Если по условиям прочности или (и) результатам оценки остаточного ресурса для отдельных элементов паропровода не выдерживаются регламентированные ФНП коэффициенты запаса прочности при продлении эксплуатации на расчетных параметрах пара, допускается выполнять продление ресурса паропровода на пониженных параметрах.
При этом основанием для снижения параметров являются результаты расчета на прочность от внутреннего давления и соответствующего расчета ресурса. При невыполнении условий прочности по результатам поверочного расчета на весовые нагрузки и самокомпенсацию паропровода должны быть проведены мероприятия по снижению эквивалентных напряжений в паропроводе до допустимого уровня путем наладки системы креплений с устранением выявленных при ревизии дефектов.
В случае невозможности выполнения необходимых мероприятий в текущий ремонт, при котором осуществляется обследование, они могут быть перенесены на срок не более 25 тысяч часов при условии дополнительного контроля сварных соединений и гибов с наибольшими эквивалентными напряжениями по результатам вышеуказанного поверочного расчета.
б) При отклонениях трассы паропровода или выявленных нарушениях в его опорно-подвесной системе по отношению к проекту и исполнительной схеме необходим поверочный расчет на прочность и самокомпенсацию паропроводной системы, по результатам которого формируются конкретные рекомендации по исправлению выявленных дефектов и отклонений и переналадке опорно-подвесной системы.
Для указанных случаев приведение трассы паропровода в проектное состояние без поверочных расчетов на прочность и самокомпенсацию и без переналадки ОПС является недопустимым.
в) Отработавший назначенный или дополнительно назначенный ресурс паропровод может быть допущен к дальнейшей эксплуатации при расчетных или пониженных параметрах на срок не более 50 тысяч часов на основании положительных результатов контроля, исследований состояния металла и расчетных оценок ресурса при соблюдении установленных требований НД, технической и эксплуатационной документации.
В отдельных обоснованных случаях допускается продление эксплуатации паропровода после отработки назначенного ресурса (первичное продление) на срок более 50 тысяч часов.
г) Продление срока эксплуатации паропровода на основании результатов ТД и расчетов ресурса следует оформлять на весь паропровод в целом, а не на отдельные его элементы или блоки. Назначение разных величин остаточного ресурса индивидуально для каждого элемента (или групп элементов) паропровода при продлении его эксплуатации не следует.
При необходимости по результатам эксплуатационного контроля и анализа условий эксплуатации допускается назначать для отдельных групп элементов паропровода промежуточный контроль, включая анализ микроповрежденности металла, до выработки паропроводом установленного остаточного ресурса.
185. Продление срока службы паропроводов горячего промперегрева из ЦБЛ труб стали 15Х1М1Ф осуществляется следующим образом.
а) Определение технического состояния и остаточного ресурса ЦБЛ труб требует выполнить ряд обязательных мероприятий:
анализ технической документации;
контроль неразрушающими методами;
исследования состава, структуры, свойств и микроповрежденности металла и сварных соединений трубопровода;
контрольный расчет на прочность с оценкой индивидуального (остаточного) ресурса с учетом фактических данных по условиям эксплуатации, результатам контроля и исследований;
обобщающий анализ результатов обследования с выпуском заключения.
б) Исследование состояния металла ЦБЛ труб включает анализ:
- макроструктуры в сравнении с требованиями технических условий;
- микроструктуры в сопоставлении со шкалой ликвационных микроструктур металла ЦБЛ труб (приложение № 11 к ФНП);
- микроповрежденности металла с определением объемной доли пор на участках с максимальным их сосредоточением. Результаты анализа микроповрежденности металла оценивают в соответствии со шкалой микроповрежденности стали 15Х1М1Ф ЦБЛ труб (приложение № 4 к ФНП).
в) Расчет эквивалентной температуры и эквивалентной наработки паропровода следует выполнять в соответствии с пунктом 178 ФНП.
г) Расчетная оценка индивидуального (остаточного) ресурса ЦБЛ труб выполняется путем определения приведенных напряжений от внутреннего давления и последующего установления по ним величины ресурса с учетом изменения характеристик длительной прочности металла в процессе эксплуатации, определяемого по результатам анализа фактического структурного состояния металла. Если исследования металла включали определение характеристик жаропрочности (длительной прочности), оценку остаточного ресурса следует проводить по фактическим жаропрочным свойствам металла с использованием нормативного коэффициента запаса прочности.
д) Расчетную оценку остаточного ресурса сварных соединений ЦБЛ труб выполняют путем сопоставления максимальных эквивалентных напряжений (взятых из проектного или иного поверочного расчета паропровода на прочность и самокомпенсацию) с принятым в расчете допускаемым напряжением стали для расчетной температуры и прогнозируемого ресурса. Коэффициент прочности сварного соединения устанавливается по результатам исследований сварного соединения на вырезке (в том числе с учетом имеющегося банка данных), но принимается равным не более 0,7.
Следует использовать допускаемые напряжения, установленные по результатам прямых жаропрочных испытаний сварных соединений на вырезках. При этом следует использовать нормативный коэффициент запаса прочности.
Станционные питательные трубопроводы
186. Основными элементами питательных трубопроводов, оказывающими влияние на величину назначенного срока службы, являются: прямые трубы; гнутые, штампованные (штампосварные) колена; штампованные тройники и переходы; литые детали (колена, тройники, корпуса арматуры, переходы); сварные соединения.
187. Продление срока эксплуатации питательных трубопроводов сверх назначенного срока службы выполняется по следующему алгоритму:
анализ режимов эксплуатации и результатов контроля трубопровода за весь предшествующий период работы;
анализ результатов неразрушающего контроля и исследований состояния металла (если последние проводились) по данным текущего обследования (диагностирования);
контрольный расчет на прочность с оценкой дальнейшей работоспособности основных элементов трубопровода;
расчет циклической долговечности гибов трубопровода - при необходимости;
обобщающий анализ результатов обследования с оценкой общего технического состояния трубопровода и установление дополнительно назначенного срока службы.
188. Анализ технической и эксплуатационной документации проводится для установления конструктивных особенностей исполнительной схемы трубопровода, уточнения номенклатуры и материалов (а также технологии) изготовления основных элементов, выявления режимов работы трубопровода и водно-химического режима станции, а также для оценки повреждаемости металла по результатам эксплуатационного контроля.
189. Неразрушающий контроль питательных трубопроводов (включая методы, объемы и зоны контроля, после выработки назначенного срока службы) проводится согласно пункту 147 ФНП (таблица VIII.9).
Необходимость проведения исследований состояния металла на вырезках определяется экспертной организацией и может быть вызвана повышенной повреждаемостью металла.
190. Контрольный расчет на прочность с оценкой несущей способности элементов трубопровода выполняют в соответствии с положениями НД. В расчете используется минимальная толщина стенки по результатам УЗТ. Расчет следует вести на параметры (температура, давление), указанные в паспорте трубопровода.
Расчет гибов трубопровода следует выполнять для растянутой и нейтральных зон, литых и штампованных колен - для сжатой и нейтральных зон, а расчет штампосварных колен - для зон, содержащих продольный сварной шов.
191. В случаях, когда количество пусков трубопровода превышает 300 или по результатам контроля обнаружены дефекты металла, квалифицируемые как коррозионно-усталостные повреждения, необходимо выполнить расчет на циклическую прочность (малоцикловую усталость). По решению специализированной экспертной организации расчет выполняется либо только для гибов, либо для гибов и тройников. В качестве основного вида нагрузки рассматривается внутреннее давление в трубопроводе; допускается выполнять расчет циклической прочности трубопровода с учетом действия всего комплекса нагружающих факторов.
При расчете гибов на циклическую прочность амплитуду напряжений определяют для внутренней поверхности гиба в нейтральной зоне.
При обнаружении повреждений в других зонах гиба, расчет выполняется также для этих участков поверхности гиба. Для штампосварных колен расчет на малоцикловую усталость выполняют для зон, содержащих продольный сварной шов; при этом при расположении швов в растянутой и сжатой зонах - для наружной поверхности, в нейтральных зонах - для внутренней поверхности.
При расчете тройникового узла на циклическую прочность амплитуду напряжений вычисляют для внутренней поверхности тройника в точке пересечения линии сопряжения (штуцера с коллектором) с продольной плоскостью симметрии узла (проходящей через центральные оси штуцера и коллектора). Величину коэффициента концентрации напряжений для указанной расчетной точки тройника допускается определять с использованием соответствующих НД или справочной литературы. При этом его значение должно быть не меньше 3,2.
Расчет на циклическую прочность следует выполнять с учетом влияния на малоцикловую усталость коррозионного фактора.
Выбор конкретной методики расчета на малоцикловую усталость осуществляет экспертная организация, выполняющая ЭПБ.
192. Продление срока службы питательного трубопровода осуществляется на основании удовлетворительных результатов контроля и расчетов на прочность.
При невыполнении условий циклической прочности для отдельных групп элементов срок продления эксплуатации трубопровода должен быть сокращен или должен быть предусмотрен промежуточный контроль этих элементов в течение продленного срока эксплуатации (до истечения дополнительно назначенного срока службы).
Отработавший назначенный (или дополнительно назначенный) срок службы трубопровод может быть допущен в дальнейшую эксплуатацию при расчетных или установленных параметрах на срок не более 50 тысяч часов, но не более чем на 8 лет с даты проведения технического диагностирования и ЭПБ.
Приложение № 1 к федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности "Правила осуществления эксплуатационного контроля металла и продления срока службы основных элементов котлов и трубопроводов тепловых электростанций", утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 декабря 2020 г. № 535
Шкала графитизации (при 500-кратном увеличении микроскопа)
Стадия структурных измененийХарактер графитизацииБалл графитизации
Отдельные глобули или отдельные скопления глобулей структурно свободного графита. Объемная доля выделений графита составляет до 5% 1
Множественные выделения структурно свободного графита. Объемная доля выделений графита составляет до 10%2
Цепочки крупных выделений графита. Объемная доля выделений графита составляет до 20%3
Вьщеление графита в виде сегрегаций, а также по границам зерен4
Приложение № 2 к федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности "Правила осуществления эксплуатационного контроля металла и продления срока службы основных элементов котлов и трубопроводов тепловых электростанций", утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 декабря 2020 г. № 535
Шкала сфероидизации перлита в углеродистых и низколегированных сталях (при 1000-кратном увеличении микроскопа)
Стадия структурных измененийОсобенности микроструктурыБалл изменений микроструктуры
Феррит и перлит. Перлит имеет пластинчатое строение1
Небольшая степень сфероидизации. Цементит имеет форму преимущественно сфероидов и при небольших увеличениях выглядит точечным2
Большая, чем для балла 2, дифференцированность перлита и наличие небольшого количества обособленных структурно-свободных сфероидов цементита, расположенных по границам зерен феррита3
Значительная степень сфероидизации. Границы зерен перлита размыты, имеется большое количество крупных обособившихся структурно-свободных сфероидов цементита, расположенных по границам зерен феррита4
Значительная степень сфероидизации. Отсутствие границ зерен перлита, увеличение размеров сфероидов цементита, расположенных на периферии зерен5
Полная сфероидизация. Типичное укрупнение цементитных сфероидов, расположенных по границам зерен феррита При степени сфероидизации перлита в металле труб из углеродистых и низколегированных сталей на уровне 6-го балла по шкале настоящего приложения к ФНП, а также при содержании сигма-фазы в металле труб из стали 12Х18Н12Т после длительной эксплуатации более 4,5% следует проведение прямых испытаний металла на длительную прочность. 6
Приложение № 3
к федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности "Правила осуществления эксплуатационного контроля металла и продления срока службы основных элементов котлов и трубопроводов тепловых электростанций", утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 декабря 2020 г. № 535
Шкала микроповрежденности сталей перлитного класса (при 500-кратном увеличении микроскопа)
Особенности микроструктурыХарактер микроповрежденностиПлотность порБалл микроповрежденности
Поры отсутствуют-1
Единичные порыдо 300 пор/мм22
Множественные порыдо 700 пор/мм23
Цепочки пордо 1000 пор/мм24
Множественные цепочки пор (расстояние между цепочками порядка 1 - 2 зерен)до 2000 пор/мм25
Микротрещиныдо 3000 пор/мм26
Макротрещиныболее 3000 пор/мм27
Приложение № 4 к федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности "Правила осуществления эксплуатационного контроля металла и продления срока службы основных элементов котлов и трубопроводов тепловых электростанций", утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 декабря 2020 г. № 535
Шкала микроповрежденности металла центробежнолитых труб из стали 15Х1М1Ф (при 500-кратном увеличении микроскопа)
МикроструктураХарактер поврежденностиОбъемная доля пор, %Балл микроповрежденности
ОсновнаяЛиквационнаяВ зонах с основной структуройВ ликвационных зонах
Поры отсутствуют01
Появление единичных изолированных пор размером 1 мкм 0,032
Поры, ориентированные по границам зерен, размером 1 мкмМножество изолированных пор размером 1 - 2 мкм в ликвационных прослойках0,03 -
0,04 3
Цепочки из пор размером 1 мкм по границам зерен. Отдельные поры размером до 2 мкмЦепочки из пор размером 1 - 2 мкм в ликвационных прослойках. Отдельные поры размером до 3 мкм0,04 -
0,06 4
Цепочки из слившихся пор размером 1 мкм на отдельных зернах. Отдельные поры размером до 2 мкмЦепочки из слившихся пор размером до 3 мкм в ликвационных прослойках. Отдельные поры размером до 5 мкм0,06 -
0,10 5
Цепочки из слившихся пор размером 1 - 2 мкм на системе зерен. Отдельные поры размером до 3 мкмЦепочки из слившихся пор размером до 5 мкм в ликвационных прослойках. Отдельные поры размером > 5 мкм0,10 -
0,20 6
Микротрещины в пределах нескольких зеренМикротрещины в ликвационных прослойках 0,207
Приложение № 5 к федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности "Правила осуществления эксплуатационного контроля металла и продления срока службы основных элементов котлов и трубопроводов тепловых электростанций", утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 декабря 2020 г. № 535
Шкала микроповрежденности металла ЗТВ сварных соединений паропроводов из стали 12Х1МФ. Металл шва 09Х1МФ (при 500-кратном увеличении микроскопа)
Балл микроповрежденностиСтадия микроповрежденностиОсобенности микроповрежденности
IМикроповрежденность не выявляется оптическими методами металлографии
IIЕдиничные поры ползучести размером до 2 мкм. Плотность пор 100 пор/мм2
IIIЕдиничные поры ползучести размером до 2 - 3 мкм по границам зерен. Плотность пор от 250 до 1000 пор/мм2
IVЦепочки пор и слившиеся поры и/или микротрещины длиной до 10 - 20 мкм по границам зерен
VМикро- и макротрещины в сочетании с цепочками пор и слившимися порами
Приложение № 6
к федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности "Правила осуществления эксплуатационного контроля металла и продления срока службы основных элементов котлов и трубопроводов тепловых электростанций", утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 декабря 2020 г. № 535
Шкала микроповрежденности металла ЗТВ сварных соединений паропроводов из стали 15Х1М1Ф. Металл шва 09Х1МФ (при 500-кратном увеличении микроскопа)
Балл микроповрежденностиСтадия микроповрежденностиОсобенности микроповрежденности
IМикроповрежденность не выявляется оптическими методами металлографии
IIЕдиничные поры ползучести размером 1 - 2 мкм по границам зерен
IIIЕдиничные поры размером 2 - 3 мкм по границам зерен
IVЦепочки и/или слившиеся поры размером 1 - 3 мкм и/или микротрещины по границам зерен
VМикро- и макротрещины в сочетании с цепочками пор и слившимися порами
Приложение № 7 к федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности "Правила осуществления эксплуатационного контроля металла и продления срока службы основных элементов котлов и трубопроводов тепловых электростанций", утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 декабря 2020 г. № 535
Шкала микроповрежденности металла труб из сталей марок Р91 (Х10CrMoVNb9-1) и ДИ82 (10Х9МФБ)
Стадия развития микроповрежденности (увеличение 1000 крат)Особенности микроповрежденностиБалл микроповрежденности
Микроповрежденность не выявляется1
Единичные поры ползучести до 10 шт. в поле окуляра микроскопа2
Единичные поры свыше 10 шт. в поле окуляра микроскопа3
Скопления пор и/или цепочки пор4
Цепочки пор, микротрещины5
Приложение № 8 к федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности "Правила осуществления эксплуатационного контроля металла и продления срока службы основных элементов котлов и трубопроводов тепловых электростанций", утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 декабря 2020 г. № 535
Шкала микроповрежденности металла зон сварных соединений из сталей марок Р91 (Х10CrMoVNb9-1) и ДИ82 (10Х9МФБ) с использованием хромистых сварочных материалов (CrMo91/10Х9М1Ф)
Стадия развития микроповрежденности (увеличение 1000 крат)Особенности микроповрежденностиБалл микроповрежденности
Микроповрежденность не выявляетсяI
Единичные поры ползучести размером до 3 мкм (до 10 шт. в поле окуляра микроскопа)II
Единичные поры свыше 3 мкм (свыше 10 шт. в поле окуляра микроскопа)III
Скопления пор и/или цепочки порIV
Цепочки пор, микротрещиныV
Приложение № 9 к федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности "Правила осуществления эксплуатационного контроля металла и продления срока службы основных элементов котлов и трубопроводов тепловых электростанций", утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 декабря 2020 г. № 535
Шкала микроповрежденности металла зон разнородных сварных соединений из хромистых сталей марок Р91 (Х10CrMoVNb9-1) или ДИ82 (10Х9МФБ) с перлитными сталями марок 15Х1М1Ф или 12Х1МФ при использовании хромистых сварочных материалов (CrMo91/10Х9М1Ф)
Стадия развития микроповрежденности (увеличение 500 крат) Особенности микроповрежденностиБалл микроповрежденности
Участок сплавления МШ (CrMo91/10Х9М1Ф) и ЗТВ (15Х1М1Ф или 12Х1МФ)Участок ЗТВ (15Х1М1Ф или 12Х1МФ), факультативно
Микроповрежденность не выявляетсяI
Единичные поры свыше 3 мкм, скопления порII
Цепочки пор и/или микротрещиныIII
Приложение № 10
к федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности "Правила осуществления эксплуатационного контроля металла и продления срока службы основных элементов котлов и трубопроводов тепловых электростанций", утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 декабря 2020 г. № 535
Шкала микроповрежденности металла зон разнородных сварных соединений из хромистых сталей марок Р91 (Х10CrMoVNb9-1) или ДИ82 (10Х9МФБ) с перлитными сталями марок 15Х1М1Ф или 12Х1МФ при использовании перлитных сварочных материалов (09Х1МФ)
Стадия развития микроповрежденности (увеличение 500 крат) Особенности микроповрежденностиИндекс стадии микроповрежденности
Участок сплавления МШ (09Х1МФ) и ЗТВ (Р91 или 10Х9МФБ)Участок ЗТВ (15Х1М1Ф или 12Х1МФ)
Микроповрежденность не выявляетсяI
Единичные поры свыше 3 мкм, скопления порII
Цепочки пор и/или микротрещиныIII
Приложение № 11 к федеральным нормам и правилам в области промышленной безопасности "Правила осуществления эксплуатационного контроля металла и продления срока службы основных элементов котлов и трубопроводов тепловых электростанций", утвержденным приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 15 декабря 2020 г. № 535
Шкала ликвационных микроструктур металла центробежнолитых труб из стали 15Х1М1Ф (при 100 и 500-кратном увеличении микроскопа)
Структурное состояниеМорфологические особенности строения и микроповрежденности ликвационных зонПоказатель балла микроликвационной неоднородности
x 100x 500
Феррито-бейнитная основная структура без ликвационных прослоекI
Слабо выраженные ликвационные прослойки, занимающие незначительную часть границ дендридных зерен, без дефектов типа несплошностейII
Четко выраженные ликвационные прослойки, занимающие около половины границ дендритных зерен, без дефектов типа несплошностейIII
Четко выраженные ликвационные прослойки, занимающие более половины границ дендритных зерен, с дефектами типа микротрещин технологического происхожденияIV (а)
Четко выраженные ликвационные прослойки, занимающие более половины границ дендритных зерен, с дефектами типа микротрещин технологического происхожденияIV (б)
Четко выраженные ликвационные прослойки, занимающие более половины границ дендритных зерен, с локализацией разветвленной системы микротрещин технологического происхожденияV