Сосуды давления под вакуумом
РУКОВОДЯЩИЕ УКАЗАНИЯ
по эксплуатации и ремонту сосудов и аппаратов, работающих под давлением ниже 0,07 МПа (0,7 кгс/см) и вакуумом
РУА-93
Директор ВНИКТИнефтехимоборудование, канд. техн. наук, ст. науч. сотр. А.Е.Фолиянц
Зам. директора по научной работе ВНИКТИнефтехимоборудование, канд. техн. наук, ст. науч. сотр. Н.В.Мартынов
Зав. лабораторией N 3 ВНИКТИнефтехимоборудование, канд. техн. наук Ю.И.Шлеенков
Вед. науч. сотр. лаборатории N 13 ВНИКТИнефтехимоборудование, канд. техн. наук Н.Н.Толкачев
УТВЕРЖДЕНЫ Заместителем руководителя Департамента нефтепереработки Минтопэнерго России В.П.Беловым 20.04.1994 г.
AHHOTAЦИЯ
В настоящих “Руководящих указаниях” содержатся требования по эксплуатации, надзору, техническому освидетельствованию (ревизии), отбраковке, ремонту и рекомендуются формы ведения технической документации на сосуды и аппараты, работающие под давлением 0,07 МПа (0,7 кгс/см) и ниже, вакуумом и атмосферном давлении на предприятиях нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств.
ВВЕДЕНИЕ
Настоящие “Руководящие указания РУА-93” разработаны ВНИКТИнефтехимоборудованием в соответствии с тематическим планом (тема 13.441-92) по договору N 0199652441 от 1.09.92 г. разработка руководящего документа “Эксплуатация и ремонт сосудов, на которые не распространяются правила Госгортехнадзора”, заключенному с Комитетом нефтепереработки Министерства топлива и энергетики Российской Федерации. Необходимость выполнения данной работы связана с внедрением единой технической политики по созданию системы технического надзора при эксплуатации и ремонте основного оборудования, определяющего надежность и безопасность эксплуатации технологических установок на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях. С этой целью осуществляется пересмотр отдельных нормативно-технических документов, в том числе “Руководящих указаний по эксплуатации и ремонту сосудов и аппаратов, работающих под давлением ниже 0,7 кгс/см и вакуумом РУА-78”, так как со времени их издания появились новые нормативно-технические документы, возникли некоторые несоответствия отдельных положений с практикой эксплуатации.
В “Руководящих указаниях РУА-93” содержатся требования по эксплуатации, надзору, техническому освидетельствованию (ревизии), отбраковке, и ремонту сосудов и аппаратов, работающих под давлением 0,07 МПа (0,7 кгс/см) и ниже, вакуумом и атмосферном давлении на предприятиях нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, установлены периодичность их технического освидетельствования и нормы отбраковки, рекомендованы формы ведения технической документации.
При разработке настоящих “Руководящих указаний” учтены требования вновь введенных нормативно-технических документов и стандартов по вопросам изготовления, эксплуатации, технического надзора, оценки технического состояния и ремонта, а также обоснованные замечания и предложения предприятий нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств.
Требования РУА-93 обязательны для выполнения всеми предприятиями нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств.
“Руководящие указания РУА-93” разработаны авторским коллективом в составе: А.Е.Фолиянц, Н.В.Мартынов, Ю.И.Шлеенков, В.Б.Серебряный, Н.Н.Толкачев.
С благодарностью приняты и учтены замечания и предложения ведущих специалистов предприятий отрасли: ПО “Ангарскнефтеоргсинтез”, ПО “Горькнефтеоргсинтез”, ПО “Киришинефтеоргсинтез”, Московский НПЗ, АООТ “ЛУКойл-Пермнефтеоргсинтез”, АП “Уфанефтехим” и др.
С вводом в действие РУА-93 утрачивают силу “Руководящие указания по эксплуатации и ремонту сосудов и аппаратов, работающих под давлением ниже 0,7 кгс/см и вакуумом РУА-78”.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие “Руководящие указания РУА-93” определяют требования к эксплуатации, техническому освидетельствованию (ревизии), отбраковке и ремонту стальных сварных сосудов и аппаратов отечественного и импортного производства, работающих под избыточным давлением до 0,07 МПа (0,7 кгс/см) включительно, вакуумом с остаточным давлением 5 мм ртутного столба и выше, наливе и атмосферном давлении.
1.2. РУА-93 не распространяются на:
а) сосуды для транспортирования нефтяных и химических продуктов (железнодорожные и автомобильные цистерны и т.д.);
б) сосуды и аппараты с огневым обогревом;
в) аппараты воздушного охлаждения;
г) приборы водяного и парового отопления;
д) резервуары и газгольдеры.
1.3. При эксплуатации, техническом освидетельствовании, отбраковке и ремонте сосудов и аппаратов наряду с РУА-93 необходимо руководствоваться следующими нормативно-техническими документами:
а) “Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств”*;
________________
б) “Правила пожарной безопасности при эксплуатации нефтеперерабатывающих предприятий” ППБ-79;
в) ОСТ 26-291-87* “Сосуды и аппараты стальные сварные. Технические требования”;
_______________
* Действует ОСТ 26-291-94, здесь и далее по тексту. – Примечание изготовителя базы данных.
г) “Сосуды и аппараты. Общие технические условия на ремонт корпусов” ОТУ2-92;
д) “Эксплуатация и ремонт технологических трубопроводов под давлением до 10,0 МПа (100 кгс/см)” РД 38.13.004-86;
е) “Методика оценки ресурса остаточной работоспособности технологического оборудования нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств”;
ж) “Инструкция по определению скорости коррозии металла стенок корпусов сосудов и трубопроводов на предприятиях Миннефтехимпрома СССР”;
и) “Руководящие указания по эксплуатации, ревизии и ремонту пружинных предохранительных клапанов”, РУПК-78;
к) требования проектов, паспортов, технические и другие действующие нормативно-технические документы, указания вышестоящих и инспектирующих организаций.
1.4. Руководящие и инженерно-технические работники, занятые проектированием, изготовлением, монтажом, ремонтом и эксплуатацией сосудов и аппаратов, должны быть аттестованы в соответствии с “Типовым положением о порядке проверки знаний правил, норм и инструкций по технике безопасности руководящими и инженерно-техническими работниками”.
1.5. Изготовление и реконструкция сосудов (аппаратов) должны выполняться по проекту в соответствии с требованиями ОСТ 26-291-87 и другой действующей нормативно-технической документации.
1.6. Сосуды (аппараты) и их элементы должны изготавливаться на предприятиях, которые располагают техническими средствами и квалифицированными кадрами, обеспечивающими качественное их изготовление. Такие же требования предъявляются на их монтаж и ремонт.
1.7. При необходимости для учета особенностей эксплуатации, ревизии и ремонта сосудов (аппаратов) предприятие может составлять технические материалы (инструкции и т.д.), дополняющие настоящие РУА-93.
1.8. В зависимости от характера среды и рабочих параметров сосуды и аппараты делятся на две группы:
к первой группе относятся:
а) сосуды и аппараты с веществами токсичного действия, взрыво- и пожароопасными независимо от их температуры, относящиеся по средам к группе “А” и группе “Б” в соответствии с табл.4 РД 38.13.004-86;
б) сосуды и аппараты, работающие под вакуумом с остаточным давлением 5 мм ртутного столба и выше независимо от температуры;
в) сосуды и аппараты, работающие при температуре среды свыше плюс 200 °С, а также ниже минус 15 °С.
Ко второй группе относятся сосуды и аппараты, работающие при температуре среды в интервале от минус 15 °С до плюс 200 °С включительно, кроме сосудов и аппаратов, указанных в пп.”а” и “б”.
2. НАДЗОР И ОБСЛУЖИВАНИЕ СОСУДОВ И АППАРАТОВ
Эксплуатация
2.1. Администрация предприятия (организации) обязана содержать сосуды и аппараты в соответствии с требованиями настоящих РУА-93 и других действующих нормативно-технических документов, обеспечивая безопасность обслуживания, надежность работы и исправное состояние.
Лицом, ответственным за исправное состояние и безопасное действие сосуда, является начальник установки (цеха), а лицом, ответственным по надзору за техническим состоянием и эксплуатацией сосудов на предприятии, должен быть инженерно-технический работник службы технического надзора. Эти лица назначаются приказом по предприятию и должны быть аттестованы согласно “Типового положения о порядке проверки знаний правил, норм и инструкций по технике безопасности руководящих и инженерно-технических работников”.
Номер и дата приказа о назначении лица, ответственного за исправное состояние и безопасное действие сосудов, должны быть записаны в паспорт сосуда.
На время отпуска, командировок, болезни или в других случаях отсутствия лица, ответственного за исправное состояние и безопасное действие сосуда, его функции должны быть возложены приказом на лицо, заменяющее его по должности. В этом случае знания этого лица также должны быть проверены согласно “Типового положения…”. Запись о замещении в паспорте сосуда не делается.
2.2. Сосуд (аппарат) должен эксплуатироваться в соответствии с проектом, технологическим регламентом и действующими нормативно-техническими документами согласно п.1.3.
2.3. Эксплуатация сосудов (аппаратов) разрешается при наличии паспорта предприятия-изготовителя, установленной формы согласно ГОСТ 25773 или приложения 27 ОСТ 26-291-87, и полного комплекта оформленных документов, требуемых для получения разрешения на пуск в соответствии с п.2.29.
2.4. Одной из обязанностей обслуживающего персонала технологических установок (агрегатов) является строгое соблюдение технологического регламента в период работы сосудов и аппаратов, при выводе на режим и при остановке на ремонт.
2.5. Обвязочные трубопроводы недействующих сосудов и аппаратов должны быть демонтированы или отключены с видимым разрывом, при этом на штуцерах сосудов и аппаратов должны быть установлены заглушки. Допускается отключение недействующих сосудов и аппаратов от трубопроводов без видимого разрыва с помощью заглушек, отвечающих требованиям РД 38.13.004-86, при этом заглушки должны подвергаться периодической ревизии в сроки, указанные в табл.31 РД 38.13.004-86.
2.6. На каждый сосуд (аппарат) после его установки должны быть нанесены краской на видном месте или на специальной табличке форматом не менее 200х150 мм:
номер позиции, соответствующей номеру по технологической схеме;
учетный (регистрационный) номер;
разрешенное (рабочее) давление (вакуум), кгс/см (мм рт.ст.) ( );
дата (месяц, год) следующего внутреннего осмотра (ВО) и гидравлического испытания (ГИ).
2.7. Наружная поверхность сосудов (аппаратов) должна быть предохранена от коррозии согласно проекта. Крепеж должен быть защищен антикоррозионной смазкой, удовлетворяющей условиям эксплуатации.
2.8. Надзор за техническим состоянием сосудов (аппаратов) в период эксплуатации должен осуществляться путем наружного осмотра:
ежесменно обслуживающим персоналом с записью в вахтенном журнале;
с периодичностью, установленной руководством предприятия (организации, завода, производства), лицом, ответственным за исправное состояние и безопасное действие сосуда;
периодически при обследовании не реже одного раза в год лицом, осуществляющим надзор за сосудами на предприятии, совместно с лицом, ответственным за их исправное состояние и безопасное действие.
При наружном осмотре сосуда (аппарата) необходимо:
а) выполнить требования п.2.50;
б) осмотреть и убедиться в его исправном состоянии, при этом должно быть обращено внимание на следующие возможные дефекты:
пропуски и потения в основном металле и металле сварных швов;
наличие трещин, надрывов, коррозии стенок, выпучин, отдулин, отслаиваний, видимых деформаций, раковин;
неукомплектованность крышек, люков и фланцевых соединений крепежными деталями, неправильная сборка крепежа, дефекты резьбы;
течи во фланцевые соединения, в резьбовые соединения муфт и бобышек и сигнальные отверстия укрепляющих колец штуцеров и люков (сигнальные отверстия должны быть постоянно открытыми, всегда очищенными от краски и грязи);
повышенную вибрацию (должна быть не более 0,2 мм (пиковое значение) на частоте до 40 Гц);
неисправность шарнирных устройств крышек и люков;
нарушение наружного защитного покрытия или изоляции;
в) проверить наличие и исправность установленной арматуры, контрольно-измерительных приборов, предохранительных устройств, сигнализации, блокировок, указателей уровня, дренажных устройств;
г) проверить наличие на каждом сосуде (аппарате) таблички с надписями о разрешенном давлении, сроках следующего технического освидетельствования и др. согласно п.2.6;
Источник
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОСУДЫ И АППАРАТЫ
Нормы и методы расчета на прочность
Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation
МКС 71.120.01
Дата введения 1990-01-01
_________________
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химического и нефтяного машиностроения
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18.05.89 N 1264
4. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 596-86, СТ СЭВ 597-77, СТ СЭВ 1039-78, СТ СЭВ 1040-88, СТ СЭВ 1041-88
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
6. ИЗДАНИЕ (апрель 2003 г.) с Поправкой (ИУС 2-97)
Переиздание (по состоянию на июнь 2008 г.)
Настоящий стандарт устанавливает нормы и методы расчета на прочность цилиндрических обечаек, конических элементов, днищ и крышек сосудов и аппаратов из углеродистых и легированных сталей, применяемых в химической, нефтеперерабатывающей и смежных отраслях промышленности, работающих в условиях однократных и многократных статических нагрузок под внутренним избыточным давлением, вакуумом или наружным избыточным давлением и под действием осевых и поперечных усилий и изгибающих моментов, а также устанавливает значения допускаемых напряжений, модуля продольной упругости и коэффициентов прочности сварных швов. Нормы и методы расчета на прочность применимы при соблюдении “Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением”, утвержденных Госгортехнадзором СССР, и при условии, что отклонения от геометрической формы и неточности изготовления рассчитываемых элементов сосудов и аппаратов не превышают допусков, установленных нормативно-технической документацией.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Расчетная температура
1.1.1. Расчетную температуру используют для определения физико-механических характеристик материала и допускаемых напряжений.
1.1.2. Расчетную температуру определяют на основании теплотехнических расчетов или результатов испытаний.
За расчетную температуру стенки сосуда или аппарата принимают наибольшее значение температуры стенки. При температуре ниже 20 °С за расчетную температуру при определении допускаемых напряжений принимают температуру 20 °С.
1.1.3. Если невозможно провести тепловые расчеты или измерения и если во время эксплуатации температура стенки повышается до температуры среды, соприкасающейся со стенкой, то за расчетную температуру следует принимать наибольшую температуру среды, но не ниже 20 °С.
При обогреве открытым пламенем, отработанными газами или электронагревателями расчетную температуру принимают равной температуре среды, увеличенной на 20 °С при закрытом обогреве и на 50 °С при прямом обогреве, если нет более точных данных.
1.2. Рабочее, расчетное и пробное давление
1.2.1. Под рабочим давлением для сосуда и аппарата следует понимать максимальное внутреннее избыточное или наружное давление, возникающее при нормальном протекании рабочего процесса, без учета гидростатического давления среды и без учета допустимого кратковременного повышения давления во время действия предохранительного клапана или других предохранительных устройств.
1.2.2. Под расчетным давлением в рабочих условиях для элементов сосудов и аппаратов следует понимать давление, на которое проводится их расчет на прочность.
Расчетное давление для элементов сосуда или аппарата принимают, как правило, равным рабочему давлению или выше.
При повышении давления в сосуде или аппарате во время действия предохранительных устройств более чем на 10%, по сравнению с рабочим, элементы аппарата должны рассчитываться на давление, равное 90% давления при полном открытии клапана или предохранительного устройства.
Для элементов, разделяющих пространства с разными давлениями (например, в аппаратах с обогревающими рубашками), за расчетное давление следует принимать либо каждое давление в отдельности, либо давление, которое требует большей толщины стенки рассчитываемого элемента. Если обеспечивается одновременное действие давлений, то допускается проводить расчет на разность давлений. Разность давления принимается в качестве расчетного давления также для таких элементов, которые отделяют пространства с внутренним избыточным давлением от пространства с абсолютным давлением, меньшим чем атмосферное. Если отсутствуют точные данные о разности между абсолютным давлением и атмосферным, то абсолютное давление принимают равным нулю.
Если на элемент сосуда или аппарата действует гидростатическое давление, составляющее 5% и выше рабочего, то расчетное давление для этого элемента должно быть повышено на это же значение.
1.2.3. Под пробным давлением в сосуде или аппарате следует понимать давление, при котором проводится испытание сосуда или аппарата.
1.2.4. Под расчетным давлением в условиях испытаний для элементов сосудов или аппаратов следует понимать давление, которому они подвергаются во время пробного испытания, включая гидростатическое давление, если оно составляет 5% или более пробного давления.
1.3. Расчетные усилия и моменты
За расчетные усилия и моменты принимают действующие для соответствующего состояния нагружения (например, при эксплуатации, испытании или монтаже) усилия и моменты, возникающие в результате действия собственной массы присоединенных трубопроводов, ветровой, снеговой и других нагрузок.
Расчетные усилия и моменты от ветровой нагрузки и сейсмических воздействий определяют по ГОСТ 24756.
1.4. Допускаемое напряжение, коэффициенты запаса прочности и устойчивости
1.4.1. Допускаемое напряжение при расчете по предельным нагрузкам сосудов и аппаратов, работающих при статических однократных* нагрузках, определяют:
– для углеродистых и низколегированных сталей
; (1)
. (2)
______________
* Если сосуды и аппараты работают при многократных статических нагрузках, но количество циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других воздействий не превышает 10, то такая нагрузка в расчетах на прочность условно считается однократной. При определении числа циклов нагружения не учитывают колебание нагрузки в пределах 15% расчетной.
Предел ползучести используют для определения допускаемого напряжения в тех случаях, когда отсутствуют данные по пределу длительной прочности или по условиям эксплуатации необходимо ограничить величину деформации (перемещения).
При отсутствии данных по условному пределу текучести при 1%-ном остаточном удлинении допускаемое напряжение для аустенитной стали определяют по формуле (1).
Для условий испытания допускаемое напряжение определяют по формуле
. (3)
Для условий испытаний сосудов и аппаратов из аустенитных сталей допускаемое напряжение определяют по формуле
. (4)
1.4.2. Коэффициенты запаса прочности должны соответствовать значениям, приведенным в табл.1.
Таблица 1
Условие нагружения | Коэффициент запаса прочности | |||
Рабочие условия | 1,5 | 2,4 | 1,5 | 1,0 |
Условия испытания: | ||||
– гидравлические испытания | 1,1 | – | – | – |
– пневматические испытания | 1,2 | – | – | – |
Условия монтажа | 1,1 | – | – | – |
Для сосудов и аппаратов группы 3, 4 по “Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением” Госгортехнадзора СССР коэффициент запаса прочности по временному сопротивлению допускается принимать равным 2,2.
В случае, если допускаемое напряжение для аустенитных сталей определяют по формуле (1), коэффициент запаса прочности по условному пределу текучести для рабочих условий принимается равным 1,3.
Расчет на прочность цилиндрических обечаек и конических элементов, выпуклых и плоских днищ для условий испытания проводить не требуется, если расчетное давление в условиях испытания будет меньше, чем расчетное давление в рабочих условиях, умноженное на 1,35 .
1.4.3. Поправочный коэффициент к допускаемым напряжениям () должен быть равен единице, за исключением стальных отливок, для которых коэффициент имеет следующие значения:
0,8 – для отливок, подвергающихся индивидуальному контролю неразрушающими методами;
0,7 – для остальных отливок.
1.4.4. Для сталей, широко используемых в химическом, нефтехимическом и нефтеперерабатывающем машиностроении, допускаемые напряжения для рабочих условий при 1 должны соответствовать приведенным в приложении 1.
1.4.5. Для стального листового проката, изготовляемого согласно техническим условиям по двум группам прочности, допускаемые напряжения для первой группы прочности принимают по табл.5 приложения 1. Для листового проката второй группы прочности (стали ВСт3пс, ВСт3сп, ВСт3Гпс и 09Г2С) допускаемое напряжение, принимаемое по табл.5 приложения 1, увеличивают на 6%, а для стали 09Г2 – на 7%. При применении сталей ВСт3пс, ВСт3сп и ВСт3Гпс второй группы прочности при температуре выше 250 °С, а сталей 09Г2С и 09ГС второй группы прочности при температуре свыше 300 °С допускаемые напряжения принимают такими же, как для стали первой группы.
1.4.6. Разрешается допускаемое напряжение при температуре 20 °С определять по п.1.4.1, принимая гарантированные значения механических характеристик в соответствии со стандартами или техническими условиями на стали с учетом толщины листового проката. При повышенных температурах допускаемые напряжения, принимаемые с учетом толщины проката и групп прочности стали, разрешается определять по нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.
1.4.7. Расчетные механические характеристики, необходимые для определения допускаемых напряжений при повышенных температурах для сталей, не приведенных в приложении 1, определяют после проведения испытаний представительного количества образцов, обеспечивающих гарантированные значения прочностных свойств.
Источник