Контроля скорости коррозии в сосуде
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель Министра
нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР Сиваков
Ю.М. 18.10.83
Начальник Управления
главного механика и главного энергетика Миннефтехимпрома СССР
Кутяев В.М.
Директор
ВНИКТИнефтехимоборудования Фолиянц А.Е. 02.09.83 г.
1.
НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящая инструкция
предназначена для определения фактической скорости коррозии металла
стенок корпусов сосудов и трубопроводов, эксплуатирующихся на
предприятиях Миннефтехимпрома СССР, с целью установления
периодичности их технического освидетельствования в соответствии с
требованиями действующих правил и нормативных документов.
1.2. Величина скорости
коррозии металла стенок корпусов сосудов или трубопроводов
определяется службой технического надзора, группой (лабораторией)
по коррозии и руководством цеха-владельца исходя из опыта
эксплуатации, результатов технического освидетельствования и
ревизии, замеров толщины стенок.
1.3. В случае
невозможности или затруднения применения методов, изложенных в
п.1.2., скорость коррозии определяется приближенно по
образцам-свидетелям или оценкой коррозионности среды по отношению к
данному металлу с помощью коррозионных зондов.
1.4. Определение скорости
коррозии производится по каждому сосуду и трубопроводу
технологической установки, линии, цеху. Для группы сосудов или
трубопроводов, работающих на данной технологической установке,
линии, цехе в одной и той же среде при одинаковых рабочих условиях
и материальном исполнении, определение скорости коррозии
производится по выбранному объекту-представителю.
1.5. Скорость коррозии
металла стенок корпуса сосудов и трубопроводов подлежит уточнению в
каждом случае существенного изменения условий их эксплуатации
(рабочей среды, температуры, давления), влияющих на коррозионную
активность рабочей среды, либо в случае замены материального
оформления.
1.6. На каждом
предприятии, владельце сосудов, составляется и утверждается главным
инженером перечень сосудов с указанием скорости коррозии металла
корпуса. Сведения по скорости коррозии трубопроводов заносятся в
паспорт трубопровода.
При выявлении специальных
видов коррозионных повреждений типа коррозионное растрескивание,
межкристаллитная коррозия или расслоение по толщине стенки сведения
об этом также заносятся в паспорт сосуда или трубопровода, а
вопросы дальнейшей эксплуатации или ремонта сосудов и трубопроводов
с такими повреждениями должны быть согласованы со
специализированной организацией.
1.7. Контроль скорости
коррозии металла стенок сосудов производится в каждый капитальный
ремонт, но не реже установленной периодичности технических
освидетельствований сосудов. По трубопроводам скорость коррозии
контролируется в каждую ревизию.
2.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ КОРРОЗИИ ПО ДАННЫМ ФАКТИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
ТОЛЩИНЫ СТЕНОК
2.1. Результаты
периодических измерений толщины стенок сосуда или трубопровода
служат основанием для определения скорости коррозии металла в
условиях эксплуатации.
2.2. Замеры толщины
стенок производятся неразрушающими методами контроля или путем
засверловки и измерения толщины стенки мерительным инструментом.
Предпочтение следует отдавать ультразвуковой толщинометрии.
2.3. Если результаты
измерений толщины стенок неразрушающими методами контроля вызывают
сомнения, то измерение следует производить сквозной
засверловкой.
2.4. На сосудах и
трубопроводах, работающих в средах, вызывающих межкристаллитную
коррозию или коррозионное растрескивание под напряжением, сквозные
засверловки, с последующей их заделкой методами дуговой сварки, не
допускаются.
2.5. Место и способ
измерения толщины стенок сосуда или трубопровода определяется по
результатам их технического освидетельствования службами
технического надзора с учетом особенностей коррозионных поражений в
различных частях сосудов и трубопроводов.
2.6. Места расположения
точек замеров, способ измерения и результаты измерений должны быть
оформлены в коррозионной карте на сосуд или трубопровод и храниться
в паспорте (см. карты СЗК-2 и СЗК-3).
Карта | Коррозионная | Лист | ||||||||
Объект | Предприятие | Город | ||||||||
N | N | Наименование | Геометрические | |||||||
Марка | ||||||||||
Рабочая среда | Рабочие | Внутри | Снаружи | |||||||
Карта | Эскиз | Лист | |||
Объект | Предприятие | Город | |||
N | N | Наименование | |||
2.7. Расчет скорости
коррозии стенок сосудов и трубопроводов производится на базе, по
крайней мере, двух измерений толщины стенок по формуле
,
где – скорость коррозии в контролируемой части
сосуда или трубопровода в условиях эксплуатации, мм/год;
– разность толщин стенок в точках за период
контрольных измерений, мм, индексы 1, 2, … , означают номера
контрольных точек;
– время эксплуатации между контрольными
измерениями, сутки;
– количество контрольных точек замера (не
менее трех) по каждой части сосуда или по элементам трубопровода
(трубам, отводам, переходам).
Контрольные точки
выбираются в частях сосудов или элементах трубопроводов, наиболее
подверженных коррозионному износу.
2.8. За скорость коррозии
сосуда или трубопровода принимается наибольшее из полученных
значений скорости коррозии для каждой части сосуда или элемента
трубопровода.
3.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА И СКОРОСТИ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛА ПО
ОБРАЗЦАМ-СВИДЕТЕЛЯМ
3.1. При отсутствии опыта
эксплуатации (при освоении нового технологического процесса) и
отсутствии необходимых данных по толщинометрии (малый срок
эксплуатации сосудов, недоступность объекта для осмотра и
проведения измерений) скорость и вид коррозии определяются на
основе испытаний образцов-свидетелей из металла идентичного металлу
объекта.
3.2. Количество
образцов-свидетелей (не менее трех) в каждой точке установки, их
размеры, место установки, а также программа и методика проведения
испытаний определяются службой технического надзора, группой
(лабораторией) коррозии, в зависимости от конструкции объекта,
состава рабочей среды и рабочих условий в отдельных элементах
объекта.
3.3. При разработке
методики испытаний образцов-свидетелей необходимо руководствоваться
п.п.4.3, 4.4, 4.6, 4.7 настоящей инструкции.
3.4. В случае
необходимости определения склонности металла объекта к
межкристаллитной коррозии или коррозионному растрескиванию при
разработке методики и оценке результатов испытаний
образцов-свидетелей следует руководствоваться следующей технической
документацией:
–
ГОСТ 6032-75*. Стали и сплавы. Методы испытания на межкристаллитную
коррозию ферритных, аустенитно-мартенсинтных, аустенито-ферритных и
аустенитных коррозионно-стойких сталей и сплавов на
железо-никелевой основе, М., 1975.
________________
*
На территории Российской Федерации документ не действует. Действует
ГОСТ 6032-2003, здесь и далее по
тексту. – Примечание изготовителя базы данных.
–
РТМ 26-01-38-70. Методы испытаний нержавеющих сталей на
коррозионное растрескивание, М., НИИХИММАШ, 1970;
–
РТМ 26-01-43-71. Методы испытаний склонности к коррозионному
растрескиванию углеродистых и низколегированных сталей, М.,
НИИХИММАШ, 1971.
Источник
Предыдущая часть документа
6.1. Прогнозирование ресурса аппаратов, подвергающихся коррозии и изнашиванию (эрозии)
6.1.1. Остаточный ресурс аппарата, подвергающегося действию коррозии (эрозии), определяется по формуле
(6.1)
где – фактическая минимальная толщина стенки элемента, мм;
– расчетная толщина стенки элемента, мм;
– скорость равномерной коррозии (эрозионного износа), мм/год;
Формула (6.1), используется, если число замеров N толщины стенок за время эксплуатации сосуда не превышает 3. При N 3 остаточный ресурс сосуда определяется по Методике прогнозирования остаточного ресурса безопасной эксплуатации сосудов и аппаратов по изменению параметров технического состояния [16].
6.1.2. Скорость равномерной коррозии а определяется следующим образом.
6.1.2.1. Если после проведения очередного обследования имеется только одно измерение контролируемого параметра S(t), полученное при рассматриваемом обследовании, то скорость коррозии определяется по формуле
(6.2)
где – исполнительная толщина стенки элемента, мм;
– плюсовой допуск на толщину стенки, мм;
– время от момента начала эксплуатации до момента обследования, лет.
6.1.2.2. Если после проведения очередного обследования имеются два измерения контролируемого параметра S(t), S(t), то скорость коррозии определяется по формуле
(6.3)
где S(t), S(t) – фактическая толщина стенки, определенная при первом и втором обследованиях соответственно, мм;
t, t – время от момента начала эксплуатации до момента первого и второго обследования соответственно, лет;
К – коэффициент, учитывающий отличие средней ожидаемой скорости коррозии (эрозии) от гарантированной скорости коррозии (эрозии) с доверительной вероятностью = 0,7-0,95;
К – коэффициент, учитывающий погрешность определения скорости коррозии (эрозии) по линейному закону, от скорости коррозии, рассчитанной по более точным (нелинейным) законам изменения контролируемого параметра.
Коэффициенты К и К выбираются на основе анализа результатов расчета скорости коррозии для аналогичного оборудования на основе формул [16] при N 4. При отсутствии данных для такого анализа значения коэффициентов К и К следует принимать в пределах К =0,5-0,75; К= 0,75-1,0. При этом большие значения К и К принимаются при незначительной фактической скорости коррозии (меньше 0,1 мм/год) и при общей величине коррозии, не превышающей проектную прибавку на коррозию (2-3 мм), меньшие значения К и К принимаются при значительной скорости коррозии и при общей величине коррозии, превышающей проектную прибавку на коррозию.
6.1.2.3. Если после проведения очередного диагностирования имеются три значения контролируемого параметра S(t), S(t), S(t), полученные при обследованиях в моменты времени t, t , t, то для определения скорости коррозии а проводятся следующие вычисления. Вычисляются величины:
После чего определяется по формуле
(6.4)
6.1.3. Если число измерений N контролируемого параметра больше или равно четырем (N 4), то расчет остаточного ресурса проводится в соответствии с нормативно-технической документацией [16].
6.2. Прогнозирование ресурса аппаратов при циклических нагрузках
6.2.1. Для аппарата, эксплуатируемого в условиях малоциклового нагружения (до 5·10 циклов), допускаемое число циклов нагружения [N] определяется из расчета циклической долговечности по ГОСТ 25859-83 [17]. Для сосудов, у которых расчетное давление свыше 10 МПа, расчет циклической долговечности по ГОСТ 25859-83 определяется с учетом требований ОСТ 26-1046-87 [18]. Ресурс циклической работоспособности сосуда определяется по формуле
(6.5)
где – время эксплуатации сосуда с момента его пуска, лет;
[N] – допускаемое количество циклов нагружения;
– количество циклов нагружения за период эксплуатации.
При определении [N] используются минимальные толщины стенок элементов сосуда S, определенные при толщинометрии сосуда с учетом прибавки на коррозию на момент исчерпания ресурса циклической работоспособности сосуда Т.
6.2.2. В случае если сосуд нагружен циклами различного вида, ресурс определяется по формуле
(6.6)
где – количество циклов нагружения j-го вида за время эксплуатации Т;
[] – допускаемое количество циклов нагружения для j-го типа нагружения.
6.2.3. Ресурс остаточной работоспособности определяется по формуле
(6.7)
6.2.4. Если аппарат эксплуатируется в условиях многоциклового нагружения , то допускаемое количество циклов нагружения [N] (до ) может быть определено с помощью зависимостей, приведенных в нормах расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок ПНАЭ Г-7-002-86.
После этого ресурс остаточной работоспособности сосуда определяется также с помощью формул (6.5)-(6.7).
6.2.5. Если ресурс остаточной работоспособности, определенный по формулам (6.5)-(6.7), оказался исчерпанным, то необходимо провести очередное диагностирование соответствующего сосуда или аппарата. При этом необходимо подвергнуть 100 %-ному контролю места концентраторов и сварные швы аппарата. Если в проконтролированных местах не обнаружено растрескивание, то рассматриваемые сосуды можно допустить к дальнейшей эксплуатации при регулярном дефектоскопическом контроле зон концентраторов напряжений и сварных швов сосудов.
Этот контроль должен проводиться через промежутки времени, за которые число циклов нагружения сосуда не превосходит 0,1[N]. Промежутки времени между очередным контролем могут быть увеличены, если с помощью стандартных испытаний определить статические механические характеристики материала сосуда, находящегося в эксплуатации. Размеры образцов и методика их испытаний должны соответствовать ГОСТ 1497-90, ГОСТ 9651-90, ГОСТ 11150-90 [19-21].
После определения статических механических характеристик, допускаемое число циклов нагружения для дальнейшей эксплуатации сосуда определяется с помощью зависимостей, приведенных в нормах ГОСТ 25859-83.
Ресурс циклической долговечности, определенный по результатам испытаний образцов, вырезанных из сосуда, может быть распространен на партию сосудов, имеющих однотипную конструкцию, изготовленных из одного материала и находящихся в идентичных условиях эксплуатации. При этом в качестве представителя группы для вырезки темплетов для образцов выбирается сосуд, подвергшийся наибольшему из данной группы количеству циклов нагружения или имевший большой уровень нагрузок за предшествующий период эксплуатации.
6.3. Прогнозирование ресурса аппаратов по изменению механических характеристик металла
В процессе эксплуатации оборудования в ряде случаев происходит снижение механических свойств материала отдельных элементов сосудов и аппаратов .
Такое снижение механических свойств может быть определено путем испытания образцов, изготовленных из контрольных вырезок, либо путем замера твердости металла и определения механических характеристик по существующим корреляционным зависимостям.
В случае если снижение механических свойств оказалось менее 5 % нормативных, то все расчеты отбраковочных размеров либо допускаемого количества циклов проводят по фактическим механическим свойствам материала.
Если снижение механических свойств оказалось более 5 % нормативных, то определяют скорость снижения механических свойств аналогично определению скорости коррозии в подп. 6.1.2.2 настоящих Методических указаний и путем экстраполяции определяют механические свойства материала к концу ожидаемого остаточного периода эксплуатации. Отбраковочные размеры конструктивных элементов или остаточный ресурс определяются по этим механическим характеристикам.
6.4. Прогнозирование ресурса сосуда, работающего в условиях ползучести материала
6.4.1. Остаточный ресурс с учетом ползучести материалов (длительной прочности) определяется для сосудов, работающих при повышенных температурах, когда в расчетах на прочность допускаемое напряжение определяется по пределу длительной прочности или 1 % предела ползучести для заданного срока эксплуатации (10 ч). Если нет таких данных, то температура, когда учитывается ползучесть, принимается равной и выше 380 °С для углеродистых сталей, 420 °С – для низколегированных сталей, 525 °С – для аустенитных сталей.
6.4.2. Остаточный ресурс сосудов, работающих при непрерывном режиме нагружения, определяется по формуле
Источник
3.5.1. При исследовании коррозионного состояния сосудов устанавливают:
степень коррозионно-эрозионного поражения внешней и внутренней поверхности сосудов в результате эксплуатации;
наличие (отсутствие) механических повреждений, дефектов, допущенных ранее при изготовлении сосуда, которые могут повлиять на дальнейшую безопасную эксплуатацию сосуда.
3.5.2. Инструменты для проведения исследований:
лупы, в том числе измерительные от 1,5 до 7-кратного увеличения по ГОСТ 25706-83 [44];
иглы измерительные – для определения глубины пор, язв, подрезов и т.п.;
щупы N 2 – 4;
нутромеры микрометрические по ГОСТ 10-88 [5] и индикаторные по ГОСТ 868-82 [6];
шаблоны (типа УШС по ТУ 1021.338-83 [7]) радиусные и др.;
линейки измерительные металлические по ГОСТ 427-75 [8];
магниты металлические.
3.5.3. При внешнем осмотре определяют:
наличие (отсутствие) коррозионно-эрозионных поражений, особенно в местах подачи рабочей среды, где могли быть проливы, в местах ремонта;
видимые поверхностные дефекты, появившиеся и развившиеся в процессе эксплуатации, например вмятины, выпучины, изменения геометрической формы (коробление, провисание и другие отклонения от первоначального расположения);
отмечают места ремонтов и устанавливают наличие документации на ремонт.
Необходимость и объем демонтажа теплоизоляции определяется специалистами, проводящими обследование, с учетом требований настоящих Методических указаний.
Осмотру подлежат внешние опоры аппаратов, при этом необходимо проверять сварные швы приварки опор к корпусу аппарата.
На теплообменном и другом оборудовании, где часто производится открывание и закрывание крышек, люков-лазов и т.п., необходимо осматривать крепеж на соответствие требованиям ОСТ 26-2043-91 [9].
3.5.4. При внутреннем осмотре определяют наличие (отсутствие) коррозионных трещин, язв, питтингов, сплошной коррозии на основном металле, сварных швах и околошовной зоне, в местах ремонта, застойных зонах, под осадком, в зоне скопления конденсата, где возможно возникновение щелевой коррозии.
3.5.5. Оценка коррозионных и механических дефектов.
Коррозионные и механические дефекты оцениваются по глубине, площади и количеству на 1 кв. дм (или 1 кв. м). Глубина проникновения коррозии определяется после удаления продуктов коррозии.
Скорость сплошной коррозии оценивается в соответствии с ГОСТ 9.908-85 [10].
При обнаружении трещин коррозионного или механического характера эксплуатация сосуда должна быть прекращена. По результатам коррозионного обследования составляется акт, в котором указываются дата, место обследования, регистрационный и заводской номера сосуда, обнаруженные дефекты, состояние поверхности, скорость коррозии конструкционных материалов.
3.5.6. Особенности обследования оборудования из коррозионностойких сталей и сплавов.
3.5.6.1. Коррозионностойкие (нержавеющие) стали при высокой стойкости против сплошной, язвенной, щелевой и точечной (питтинговой) коррозии могут быть подвержены межкристаллитной коррозии (МКК).
МКК характеризуется избирательным разрушением границ зерен металла и приводит к резкому снижению его прочности и пластичности.
МКК проявляется в зоне термического влияния сварных швов.
3.5.6.2. В некоторых средах (азотная кислота, нитраты и т.п.) возможно проявление ножевой коррозии по линии сплавления сварного шва, которая является разновидностью МКК.
3.5.6.3. В растворах хлоридов, щелочах, ряде кислот при повышенных температурах (обычно выше 40 – 50 °C) нержавеющие стали подвержены коррозионному растрескиванию (КР). Наибольшая вероятность КР возникает в местах наибольших остаточных напряжений после сварки, штамповки, гибов и т.п.
3.5.6.4. Для выявления склонности к МКК и КР сварных соединений из нержавеющих аустенитных сталей следует применять метод травления по ГОСТ 6032-89 [46] и (или) токовихревой метод, капиллярную дефектоскопию, магнитопорошковый контроль и другие методы неразрушающего контроля.
Источник