Программа технического диагностирования сосудов и аппаратов работающих под давлением с целью определения их технического состояния и остаточного ресурса, после наработки нормативного срока службы Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Махницкий О.Б.1, Чирва С.П.2, Дыганов С.В.3, Мендукшев А.Н.4, Гусарев Д.В.5 ©

1Директор ООО Инженерный центр «Эксперт»; 2Инженер ООО Инженерный центр «Эксперт»; Технический директор, ООО «СТРОЙЭНЕРГОПРОЕКТ»; 4Директор ООО «Промэнергетик-2»; Генеральный директор ООО «Вымпел»

ПРОГРАММА ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СОСУДОВ И АППАРАТОВ РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ С ЦЕЛЬЮ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИХ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ И ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА, ПОСЛЕ НАРАБОТКИ НОРМАТИВНОГО СРОКА СЛУЖБЫ

Аннотация

Программа является обязательным руководством при проведении обследования сосудов, работающих под давлением с целью определения их технического состояния и остаточного ресурса, после наработки нормативного срока службы. Программа разработана на основании требований нормативной документации, действующей на территории России.

Ключевые слова: обследование, техническое состояние, степень повреждения, дефекты, техническое диагностирование, сосуд.

Keywords: survey, technical condition, the extent of the damage, defects, technical diagnosis, the tank.

1. Общее положение

Программа разработана согласно требований:

Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» [2].

Программа является обязательным руководством при проведении обследования сосудов, работающих под давлением.

Обследование проводится на основании следующих документов:

• Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» [3];

• РД 03-421-01 «Методические указания по проведению диагностирования

технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов» [4].

2. Подготовка сосудов к обследованию

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

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

2.3. Наружная поверхность сосуда очищается от продуктов коррозии и оставшейся грязи с использованием металлической щетки, и ветоши, смоченной растворителем. Контролируемые сварные соединения с внутренней или наружной стороны зачищаются до металлического блеска механическим методом (шлифовальной машинкой, абразивом и т.п.) до Rz 40-Rz-20 на ширину 50-100 мм (в зависимости от толщины стенки сосуда) по обе стороны от оси шва.

© Махницкий О.Б., Чирва С.П., Дыганов С.В., Мендукшев А.Н., Гусарев Д.В., 2015 г.

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

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

2.6. 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.

2.7. Работы по подготовке сосуда к техническому диагностированию выполняются организацией- владельцем сосуда.

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

3. Анализ технической документации

3.1. 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 экспертных обследований и ремонтновосстановительных работ.

3.2. Анализу подлежит нормативно-техническая, конструкторская (проектная) и эксплуатационная, в том числе монтажная и ремонтная документация, и научно-техническая информация по отказам и повреждениям по парку аналогичных объектов.

3.3. Анализ технической документации завершается составлением перечня проанализированной документации:

- паспорт сосуда, работающего под давлением;

- сборочный чертеж;

- ремонтно-эксплуатационная документация;

- предписания территориального органа Ростехнадзора.

3.4. 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.

4. Визуальный и измерительный контроль

4.1. Визуальный осмотр наружной поверхности элементов сосуда и измерительный контроль проводят с целью обнаружения и определения размеров дефектов (поверхностных трещин, коррозионных повреждений, эрозионного износа, выходящих на поверхность расслоений, механических повреждений, вмятин, выпучин и других измерений геометрии), образовавшихся в процессе эксплуатации, при ремонте, при изготовлении или монтаже сосуда. Визуальный и измерительный контроль проводится в соответствии с требованиями РД 03-606-03 «Инструкции по визуальному и измерительному контролю» [5].

4.2. Контроль геометрических размеров и формы основных элементов сосуда проводят для получения информации об их изменениях по отношению к первоначальным (проектным) геометрическим размерам и форме.

4.3. Овальность цилиндрических элементов определяют путем измерения максимального (Dmax) и минимального (Dmin) внутреннего и наружного диаметров в двух взаимно перпендикулярных направлениях контрольного сечения.

4.4. Величина овальности (а) в процентах рассчитывается по формуле:

а =

2 х (Dm

Dmin)

Dm

+ Dm

х 100%

4.5. В случае обнаружения вмятин или выпучин в стенках элементов сосуда следует измерить максимальные размеры вмятины или выпучины по поверхности элемента в двух (продольном и поперечном) взаимно перпендикулярных направлениях (т и п) и максимальную ее глубину (прогиб 5); при этом глубина вмятины (выпучины) отсчитывается от образующей (или направляющей) недеформированного элемента сосуда.

4.6. Для вмятин и выпучин, наибольший размер которых по поверхности элемента не превышает 20 x S (где S - толщина стенки элемента сосуда), но не более 200мм, максимальной относительный прогиб не должен превышать 5%, а абсолютная величина прогиба не должна превышать половины толщены стенки элемента. Если эти требования не выполняются, вопрос о возможности допуска в дальнейшую эксплуатацию сосуда с вмятиной (выпучиной) решается на основе расчета на прочность.

5. Ультразвуковая толщинометрия

5.1. Ультразвуковая толщинометрия стенок элементов сосуда проводится в соответствии с требованиями ГОСТ 25863-83 «Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые контактные. Общие технические требования» [7], «Методика проведения неразрушающего ультразвукового контроля сепаратора нефтегазового НГС-10-3000-09Г2СН» [8].

5.2. Измерение методом ультразвуковой толщинометрии толщины стенок подлежат следующие элементы сосуда:

- сферический корпус (верхняя и нижняя полусфера);

- бобышка фланец;

- патрубок наполнения.

Контроль проводят со стороны внешней или внутренней поверхности сосуда. Измерения ведутся по четырем образующим обечайкам и патрубков и четырем радиусам днища через 90 по окружности элемента. На каждой полусфере сосуда проводится не менее трех измерений по одной образующей. В случае необходимости (например, при обнаружении зон с повышенным коррозионным поражением, расслоением металла, выпучин, вмятин идр.) количество точек измерения следует увеличить.

6. Ультразвуковой контроль сварных соединений

6.1. Ультразвуковой контроль выполняется в соответствии с требованиями РД

34.17.302-97 «Котлы паровые и водогрейные. Трубопроводы пара и горячей воды, сосуды. Сварные соединения. Контроль качества. Ультразвуковой контроль. Основные положения» [9], «Методика проведения неразрушающего ультразвукового контроля сепаратора

нефтегазового НГС-10-3000-09Г2СН» [8].

6.2. Объем ультразвукового контроля должен соответствовать Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением от 25.03.2014 N 116 [3].

6.3. Для сепараторов, относящихся к группе 1 или 2 сосудов, а также для всех сосудов, установленных на открытых площадках (или в не отапливаемых помещениях) в климатических зонах, где температура воздуха в наиболее холодный период времени опускается ниже минус 30°С, УЗК проводят в объеме 100% длинны продольных и поперечных сварных швов.

7. Г идравлические испытания

7.1. Гидравлическое испытание является завершающей операцией технического диагностирования сосуда; осуществляемой с целью проверки плотности и прочности всех его элементов, работающих под давлением.

7.2. Гидравлическое испытание проводится пробным давлением в течение 10 минут. Температура воды 10-15°С.

7.3. Давление в испытываемом сосуде следует повышать плавно.

7.4. Сосуд следует считать выдержавшим гидравлическое испытание, если в процессе его проведения не обнаружено:

- падения давления по манометру;

- пропуски испытательной среды (течь, потение, пузырьки воздуха) в сварных соединениях и на основном металле;

- трещины или признаки разрыва;

- течи в разъемных соединениях;

- остаточные деформации.

8. Расчет на прочность и оценка остаточного ресурса

8.1. Расчет производится согласно ГОСТ 14249-89 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность» [10] по остаточной стенки для наиболее изношенного основного элемента, нагруженного внутренним давлением, где основным повреждающим фактором является коррозионный износ.

8.2. В случае обнаружения недопустимых дефектов типа вмятин, выпучин, смещения кромок стыкуемых элементов, овальности, а также внутренних дефектов в сварных швах допускает определять их влияние на прочность сосуда расчетом по [11] или с помощью специальных методов расчетов, согласованных с Госгортехнадзором России, или экспериментально.

8.3. Остаточный ресурс сосуда выполняется согласно РД 03-421-01 «Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов» [4].

8.4. Остаточный ресурс сосуда определяется на основании анализа условий эксплуатации, результатов технического диагностирования и критериев предельного состояния. Остаточный ресурс назначается по тому критерию, который определяет минимальный срок остаточного ресурса.

9. Оформление заключения технического диагностирования

9.1. Оформление результатов технического диагностирования сосуда - заключение экспертизы промышленной безопасности проводится в соответствии с требованиями: Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности» [2].

9.2. Отчетные документы (акты, отчеты, протоколы, заключения) оформляются, передаются и хранятся в порядке, установленном методиками на выполнение работ и системой качества организации.

9.3. Заключения экспертизы прошиваются с указанием страниц, утверждается руководителем экспертной организации, заверяется печатью экспертной организации и передается предприятию-владельцу.

Литература

1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» №116-ФЗ от 21.07.97г.;

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утверждены приказом № 538 от 14.11.2013г. Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору. Зарегистрированы Минюстом России 26.12.2013г. Рег.№ 30855;

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утверждены приказом № 116 от 25.03.2014г. Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору. Зарегистрированы Минюстом России 19.05.2014г. per. № 32326;

4. РД 03-421-01 «Методическим указаниям по ведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов»;

5. РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю»,

6. ГОСТ 14782-86 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые»,

7. ГОСТ 25863-83 «Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые контактные. Общие технические требования»;

8. «Методика проведения неразрушающего контроля сепаратора нефтегазового НГС1-10-3000-

09Г2СН», СПКТБ Нефтегазмаш, 19.07.1999;

9. РД 34.17.302-97 (ОП 501 ЦД-97) «Котлы паровые и водогрейные. Трубопроводы пара и горячей воды, сосуды. Сварные соединения. Контроль качества. Ультразвуковой контроль. Основные положения»,

10. ГОСТ 14249-89 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность»;

11. ПНАЭ Г-7-002-86 Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок