Методика оценки остаточного ресурса сосудов

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ПРОВЕДЕНИЮ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОСТАТОЧНОГО СРОКА СЛУЖБЫ СОСУДОВ И АППАРАТОВ

В настоящих Методических указаниях изложены технические требования и рекомендации по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов, эксплуатируемых в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

При разработке настоящих Методических указаний учтены опыт и практические результаты диагностирования технического состояния сосудов и аппаратов, использована современная методология оценки и прогнозирования технического состояния, изложен порядок проведения и оформления результатов диагностирования технического состояния сосудов и аппаратов.

В развитие основных требований настоящих Методических указаний могут выпускаться нормативные технические документы с учетом конструктивных особенностей и условий эксплуатации оборудования.

В разработке Методических указаний приняли участие представители Госгортехнадзора России и специализированных организаций: А.А.Шаталов, В.А.Баранов, Г.М.Селезнев, Н.А.Хапонен, С.А.Жулина, Н.М.Самсонов, В.В.Раков, В.И.Рачков, П.А.Харин, С.М.Кутепов, В.С.Шубин, В.И.Муштаев, А.М.Кузнецов, В.И.Лившиц, В.Г.Татаринов, А.П.Корчагин, С.П.Быков, В.И.Олеринский, А.В.Шишкин, И.В.Петрушин, Е.Н.Гальперин, Р.Г.Маннапов, В.М.Горицкий.

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие Методические указания распространяются на отечественные и зарубежные стальные сосуды и аппараты химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности. Методические указания могут быть распространены на сосуды других отраслей при условии, что на них распространяются требования Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 10-115-96), Правил проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных (ПБ 03-384-00), ОСТ 24.201.03-90 “Сосуды и аппараты стальные высокого давления. Общие технические требования”.

_______________

Действуют Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03) и Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных (ПБ 03-584-03). Подробнее, а также о действии других документов см. примечания издателя в разделе 10. (Примеч. изд.)

Настоящие Методические указания содержат основные требования и рекомендации к проведению диагностирования технического состояния* и определению остаточного ресурса эксплуатации сосудов.

_______________

* Далее – техническое диагностирование.

Термины и их определения, примененные в настоящих Методических указаниях, приведены в приложении А.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Техническое диагностирование сосудов и аппаратов в целях определения возможности их дальнейшей эксплуатации и остаточного ресурса проводится в следующих случаях:

после ремонтно-восстановительных работ с применением сварки;

при выявлении случаев нарушения установленного регламента эксплуатации (повышения рабочего давления, расширения диапазона рабочих температур, увеличения цикличности нагружения и др.);

по истечении установленного в паспорте сосуда срока эксплуатации (исчерпании установленного ресурса);

при отсутствии в паспорте сосуда расчетного срока службы после эксплуатации в течении 20 лет, если нет других решений о расчетном сроке службы, согласованных с Госгортехнадзором России;

при отсутствии в паспорте сосуда, работающего при переменном режиме нагружения, допускаемого числа циклов нагружения;

при утрате паспорта сосуда;

наступления сроков, установленных по результатам предыдущих технических диагностирований.

________________

Указами Президента Российской Федерации от 09.03.04 N 314 и от 20.05.04 N 649 функции Федерального горного и промышленного надзора России (Госгортехнадзора России) переданы Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору (Ростехнадзору). (Примеч. изд.)

1.2. Работы по техническому диагностированию сосудов носят комплексный характер и в общем случае включают:

а) анализ технической документации;

б) наружный и внутренний осмотр, визуально-измерительный контроль сосуда;

в) контроль соответствия системы автоматизации требованиям Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 10-115-96);

г) неразрушающий контроль качества сварных соединений, толщинометрию;

д) определение химического состава, металлографические исследования, оценку механических свойств основного металла и сварных соединений;

е) проведение коррозионных исследований;

ж) анализ результатов технического диагностирования и проведение расчетов на прочность;

з) анализ повреждений и параметров технического состояния сосуда и установление критериев предельного состояния;

и) проведение уточненных расчетов на прочность;

к) определение остаточного ресурса сосуда;

л) гидравлические (пневматические) испытания.

Работы по подп.”а”, “б”, “в”, “г”, “ж”, “к”, “л” носят обязательный характер.

Работы по подп.”д”, “е”, “з”, “и” могут проводиться дополнительно к основным работам при технической необходимости.

1.3. Объем работ по техническому диагностированию сосуда определяется по каждому конкретному объекту с учетом особенностей конструкции, сроков и условий эксплуатации.

1.4. Работы по техническому диагностированию сосуда должны выполняться по программе, разрабатываемой в соответствии с требованиями настоящих Методических указаний.

Читайте также:  Как укрепить сосуды на лице видео

1.5. При оценке ресурса группы сосудов, однотипных по конструктивному и материальному исполнению и работающих в одинаковых условиях, производится полный комплекс работ по настоящим Методическим указаниям для отдельных представителей группы сосудов и в зависимости от полученных результатов может быть снижен объем контрольных работ на других сосудах данной группы.

1.6. Техническое диагностирование сосудов выполняется специализированной организацией силами специалистов, аттестованных в установленном порядке.

1.7. На основании результатов технического диагностирования специализированная организация выдает Заключение о возможности и условиях дальнейшей безопасной эксплуатации сосуда (далее – Заключение), оформленное в установленном порядке.

________________

Согласно Порядку продления срока безопасной эксплуатации технических устройств, оборудования и сооружений на опасных производственных объектах, утвержденному приказом Минприроды России от 30.06.09 N 195, техническое диагностирование технических устройств, оборудования и сооружений на опасных производственных объектах выполняется экспертной организацией с привлечением необходимых организаций. По окончании работ по определению возможности продления срока безопасной эксплуатации экспертная, организация составляет заключение экспертизы промышленной безопасности, в котором содержится вывод о возможности продления срока безопасной эксплуатации технического устройства, оборудования и сооружения. (Примеч. изд.)

1.8. В случае если в Заключении возможность дальнейшей эксплуатации сосуда допускается только при условии его ремонта, все ремонтные работы, включая разработку технологии ремонта, должны проводиться согласно требованиям Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 10-115-96) [1], и Положения о порядке безопасного проведения ремонтных работ на химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих опасных производственных объектах (РД 09-250-98) [62].

1.9. К выполнению сварочных работ на сосудах должны допускаться специалисты, аттестованные в установленном порядке.

1.10. Все участки основного металла или сварных соединений, подвергавшиеся ремонту с применением сварки, следует проконтролировать двумя или более неразрушающими методами, один из которых предназначен для обнаружения поверхностных дефектов, а второй – для выявления внутренних дефектов; в необходимых случаях следует провести толщинометрию с оформлением соответствующих заключений о результатах контроля (приложение Б).

2. ПОДГОТОВКА СОСУДОВ И АППАРАТОВ К ТЕХНИЧЕСКОМУ ДИАГНОСТИРОВАНИЮ

2.1. Перед диагностированием сосудов и аппаратов следует прекратить их эксплуатацию, освободить внутреннее пространство от заполняющей среды, отключить заглушками от всех трубопроводов, соединяющих диагностируемые сосуды с источниками давления и другими сосудами и оборудованием.

Применяемые для отключения сосудов заглушки, устанавливаемые между фланцами, должны быть соответствующей прочности и иметь выступающую часть (хвостовик), по которой определяется наличие поставленной заглушки. Устанавливаемые между фланцами прокладки должны быть без хвостовиков.

2.2. При необходимости, если внутреннее пространство сосуда было загрязнено какими-либо вредными веществами, оно должно быть очищено и нейтрализовано в соответствии с инструкцией по безопасному ведению работ на предприятии – владельце сосуда.

2.3. Внутренняя и наружная поверхности сосуда очищаются от продуктов коррозии и оставшейся грязи с использованием металлической щетки и ветоши, смоченной растворителем, а контролируемые сварные соединения с внутренней или наружной стороны зачищаются до металлического блеска механическим методом (шлифмашинкой, абразивом и т.п.) до Rz40-Rz20 на ширину 50-100 мм (в зависимости от толщины стенки сосуда) по обе стороны от оси шва. При зачистке ось вращения инструмента должна быть параллельна оси контролируемых сварных швов.

2.4. Футеровка, изоляция и другие виды покрытий должны быть частично или полностью удалены, если имеются признаки, указывающие на возможность возникновения дефектов материала силовых элементов конструкции сосуда (неплотность футеровки, отдулины, следы промокания изоляции и т.п.).

2.5. Подготовленные к техническому диагностированию поверхности необходимо высушить сжатым воздухом.

2.6. Необходимо оснастить сосуд достаточным освещением от источника тока напряжением не более 12 В, а для сосудов, работающих со взрывоопасными средами и (или) во взрывоопасных зонах, – освещением светильниками во взрывозащищенном исполнении с соответствующей степенью или уровнем защиты.

2.7. Должны быть оборудованы безопасные подходы к сосуду и в случае необходимости установлены леса, лестницы, переходные мостики и ограждения для осмотра верхней части сосуда и проведения технического диагностирования.

2.8. Работы по подготовке сосуда к техническому диагностированию выполняются организацией – владельцем сосуда.

Читайте также:  Как снять с учета сосуд

2.9. Работы по подготовке сосуда завершаются оформлением акта о готовности сосуда и передачей акта специализированной организации, выполняющей техническое диагностирование.

3. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

3.1. Анализ технической документации

3.1.1. Анализ технической документации на сосуд проводится в целях:

проверки наличия паспорта сосуда и правильности его заполнения;

установления фактических условий эксплуатации сосуда и соответствия их паспортным данным;

анализа результатов предшествовавших диагностированию технических освидетельствований, ранее проведенных диагностирований и ремонтно-восстановительных работ;

уточнения фактической наработки сосуда в часах или циклах нагружения (для сосудов периодического действия).

3.1.2. Анализу в общем случае подвергается следующая техническая документация:

паспорт сосуда, работающего под давлением;

эксплуатационные документы;

предписания территориального органа Госгортехнадзора России;

заключения по результатам предыдущих технических освидетельствований и технических диагностирований.

При анализе технической документации проверяются:

наличие в паспорте сосуда записи о его регистрации;

соответствие заводской маркировки сосуда на корпусе и на фирменной табличке паспортным данным;

использование сосуда по прямому назначению.

По результатам анализа технической документации уточняется программа технического диагностирования.

3.1.3. Особое внимание уделяется анализу сведений о повреждениях и неисправностях в работе сосуда и о причинах, приведших к ним.

3.2. Оперативная (функциональная) диагностика

3.2.1. Рабочая (проектная) документация на систему автоматизации сосудов должна соответствовать требованиям разд.5 Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 10-115-96).

Источник

4.1. Нормы и критерии оценки технического

состояния сосудов

4.1.1. Дефекты и повреждения сосудов и аппаратов.

Повреждения сосудов и аппаратов возникают вследствие воздействия различных эксплуатационных факторов. Наиболее распространенные виды повреждений обусловлены следующими воздействиями: коррозией металла (сплошной или общей, пятнами, межкристаллитной, язвенной, питтинговой, щелевой, контактной, структурно-избирательной, атмосферной, коррозионным растрескиванием и др.), эрозионным истиранием стенок рабочей средой, усталостью, ползучестью, изменением физико-химических свойств металла и другими причинами.

В сосудах, работающих в водородосодержащих средах, под воздействием водорода, при повышенных температуре и давлении, могут возникнуть водородная коррозия, охрупчивание (снижение трещиностойкости) и снижение пластичности металла.

Наиболее часто встречаемыми повреждениями поверхностей нагрева являются свищи, отдулины, трещины и разрывы в местах вварки штуцеров, которые могут быть вызваны различными причинами.

При эксплуатации и ремонте сосудов возможно механическое повреждение поверхностей в виде вмятин или царапин, а также при нарушении технологии ремонта возможны дефекты сварных швов и изменение свойств основного металла.

Воздействие вышеуказанных факторов при эксплуатации вызывает изменение технического состояния сосудов, проявляющееся в уменьшении толщины стенок, изменении геометрических размеров сосудов, механических свойств и структуры металла, возникновении локальных повреждений в виде трещин, каверн, язв, появлении участков пластической деформации или изменении других параметров технического состояния (ПТС) сосудов.

Предельно допустимые значения ПТС, установленные в нормативно-технической документации, называют критериями предельного состояния (КПС), которые являются критериями для оценки технического состояния сосудов при диагностировании и определении их остаточного ресурса безопасной эксплуатации. Дефекты и повреждения, которые в момент контроля не являются критическими, но могут за период планируемой эксплуатации достичь значений КПС, при проведении диагностирования должны быть выявлены и устранены. Для выявления таких дефектов применяют критерии отбраковки (КО) элементов сосудов, изложенные в п. 4.1.3.

4.1.2. Нормы оценки технического состояния сосудов.

Нормы оценки технического состояния сосудов (аппаратов), при которых допускается их дальнейшая эксплуатация без проведения специальных расчетов, определяются нормативной технической документацией на сосуды, устанавливающей допуски на отклонение геометрических размеров сосудов, механических свойств и структуры металла, размеры дефектов, в частности:

размеры основных элементов сосуда должны соответствовать проектным, указанным в паспорте и заводских чертежах, с учетом допусков на размеры полуфабрикатов и их изменение при технологических операциях на заводе-изготовителе;

механические свойства металла основных элементов сосуда, указанные в сертификатных данных, должны удовлетворять требованиям соответствующих нормативных документов;

отклонения формы, увод (угловатость) кромок в сварных швах, смещение кромок стыкуемых листов должны соответствовать допускам, установленным Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 10-115-96), и (или) требованиями Правил проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных (ПБ 03-384-00), ОСТ 24.201.03-90 “Сосуды и аппараты стальные высокого давления. Общие технические требования” и другими нормативными документами.

Читайте также:  Шунтирование сосудов нижних конечностей спб

При выявлении в ходе диагностирования сосудов отклонений каких-либо параметров от норм, установленных на сосуды, необходимо производить оценку технического состояния сосудов по критериям отбраковки, приведенным в п. 4.1.3, и проводить анализ их влияния на безопасность эксплуатации сосуда.

4.1.3. Критерии отбраковки при диагностировании сосудов.

Эксплуатационные нормы допускаемых размеров повреждений могут превышать технологические допуски на изготовляемые сосуды. Основные критерии отбраковки элементов сосудов при их диагностировании приведены ниже.

4.1.3.1. Допускаемые отклонения геометрических размеров и формы сосудов – отклонение от прямолинейности образующей цилиндрического корпуса сосуда, отклонение диаметра сосуда, овальность, допускаемые размеры отдельных выпуклостей (выпучин) и вогнутостей (вмятин), смещение кромок сварных швов, указаны в нормативной документации на сосуды (отраслевые стандарты, технические условия на изделия). Если измеренные отклонения геометрических размеров сосудов не превышают допусков, то сосуды могут быть допущены к дальнейшей эксплуатации без исправления. Если размеры отклонений больше допускаемых, то вопрос о возможности дальнейшей эксплуатации сосуда без исправления решается на основе расчета на прочность специализированной организацией.

4.1.3.2. Допускаемые толщины стенок сосудов и размеров коррозионных повреждений.

При равномерной коррозии минимальная толщина стенок элементов корпуса сосуда должна быть не менее расчетной с учетом эксплуатационной прибавки на коррозию. В качестве расчетной (отбраковочной) величины различных конструктивных элементов сосудов принимается наибольшая толщина, полученная из расчетов на прочность и устойчивость при различных режимах эксплуатации и испытания. Если минимальная толщина стенки равна расчетной без эксплуатационной прибавки, то возможность дальнейшей эксплуатации сосуда и остаточный срок его службы устанавливаются при условии изменения рабочих параметров эксплуатации.

Для сосудов из пластичных материалов в условиях эксплуатации участки с локальными коррозионными повреждениями, расположенные на _________ расстоянии не менее /D (S – C) от штуцеров или других элементов, вызывающих краевой эффект, могут быть допущены к эксплуатации без ремонта, если одиночные коррозионные язвы, эрозионные повреждения (нетрещиноподобного вида) имеют глубину C , не более 80% от 1 минимальной толщины стенки элемента S, определенной при толщинометрии, и имеют длину не более величины, вычисленной по формуле: __________ _______ L <= 1,2B /D (S – C), где B = (1 – C / S) / /C / S, 1 1

где:

D – внутренний диаметр сосуда;

C – расчетная прибавка на равномерную коррозию.

Одиночными считаются дефекты, расстояние между ближайшими кромками которых составляет не менее длины меньшего дефекта. Если это расстояние меньше, то дефекты считаются взаимодействующими. В этом случае два дефекта (или несколько) могут рассматриваться как один, длина которого принимается равной расстоянию между наиболее удаленными кромками этих дефектов, а глубина принимается равной наибольшей глубине дефектов.

Если размеры дефектов превышают L, то вопрос о возможности ремонта или допуска к дальнейшей эксплуатации сосуда без ремонта решается на основе расчета на прочность специализированной организацией.

4.1.3.3. Сосуды с трещинами любых видов, трещиноподобными дефектами и дефектами, размеры которых превышают допускаемые, к эксплуатации не допускаются. Вопрос о возможности допуска к эксплуатации сосуда с указанными дефектами решается специализированной организацией с учетом рекомендаций подразд. 6.5 настоящих Методических указаний.

4.1.3.4. Для конкретных типов аппаратов (реакторов, автоклавов, теплообменников и др.) критерии отбраковки могут регламентироваться в технической документации с учетом характера нагрузки на элементы оборудования и свойств применяемых материалов.

4.1.4. Контроль исправленных дефектов.

Исправленные дефекты после выборки (зашлифовки) абразивным инструментом (с плавным скруглением краев выборок) должны быть проконтролированы методом ЦД или МПД по всей поверхности выборок.

Заваренные после выборки дефекты должны быть проконтролированы неразрушающими методами контроля. Выборки дефектов могут быть допущены к эксплуатации без заварки, если их глубина и длина не превышают значений, указанных в подп. 4.1.3.2. Вопрос о возможности эксплуатации сосуда без заварки выборок, превышающих указанные размеры, решается специализированной организацией на основе расчета на прочность.

Отбракованные элементы после их ремонта должны быть проконтролированы в соответствии с подразд. 3.6; при невозможности (нецелесообразности) ремонта они могут быть подвергнуты более детальному исследованию (расчетному или экспериментальному) в целях определения возможности и условий их дальнейшей безопасной эксплуатации.

Источник