Техническое диагностирование главного парового коллектора высокого давления 111 очереди Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Черкашин И.В.1, Плотников В.Л.2, Шульга С.А.3, Родионова М.Е.4, Гусинский К.Н.5 ©

1 2

Начальник лаборатории ООО "Энерготеплохим"; начальник отдела технической диагностики ООО "Фирма "ОПЫТ"; ведущий эксперт отдела промышленной безопасности АО ИТЦ "ДЭБ"; 4ведущий эксперт отдела промышленной безопасности АО ИТЦ "ДЭБ"; Технический директор

ООО «Велес»

ТЕХНИЧЕСКОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ГЛАВНОГО ПАРОВОГО КОЛЛЕКТОРА

ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ 111 ОЧЕРЕДИ

Аннотация

Целью технического диагностирования является оценка соответствия объекта предъявляемым к нему требований промышленной безопасности, определение возможности, условий и срока дальнейшей безопасной эксплуатации объекта.

Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, паровой коллектор. Keywords: technical device, technical diagnosis, steam header.

Техническое диагностирование проводится в соответствии с требованиями следующих основных нормативных документов:

- Федерального Закона № 116 от 20.06.1997 г. «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 20.06.1997 г. [1];

- Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14.11. 2013 г. № 538 [2];

- Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25.03.2014г. №116 [3]. Общие сведения о паропроводе представлены в Таблице 1.

Таблица 1

Наименование Г лавный паровой коллектор высокого давления III очереди

Рабочее давление, МПа (кгс/см") 9,9 (99)

Рабочая температура, °С 540

Материал трубопровода 12Х1МФ

Типоразмер, мм 325x24; 273x20

Парковый ресурс труб: 273x20 мм. 325x24 мм. Литые корпуса арматуры, тройники пр. участок - 105 тыс.ч., гиб - 75 тыс.ч пр. участок - 110 тыс.ч., гиб - 75 тыс.ч 250 тыс.ч.

© Черкашин И.В., Плотников В.Л., Шульга С.А., Родионова М.Е., Гусинский К.Н., 2016 г.

1

Рабочая среда пар

Категория трубопровода (группа) 1(2)

Наработка на момент обследования, ч 249 444

Транспортировка пара на заданных

Назначение параметрах: Р=99 кгс/см2; t=540 °С.

Анализ результатов обследования показал:

Визуальный и измерительный контроль проводился согласно «Инструкции по визуальному контролю» РД 03-606-03 [4]. По результатам контроля установлено:

- при визуальном контроле наружной поверхности гибов недопустимых дефектов не обнаружено;

- при визуальном контроле сварных соединений в наплавленном металле и околошовной зоне недопустимых дефектов не обнаружено;

- овальность гибов не превышает 8% и находится в пределах: 325x24-2,5-5,7%;

- значение остаточной деформации не превышает 0,8% и 1,5% для гибов и прямых участков соответственно (сталь 12Х1МФ).

Ревизия опорно-подвесной системы.

При визуальном осмотре трассы парового коллектора III очереди дефектов, типа провисаний, прогибов, увода линий, защемлений не обнаружено. Опорноподвесная система трубопровода находится в исправном состоянии, работоспособна и пригодна к дальнейшей эксплуатации.

Ультразвуковой контроль стыковых сварных соединений проведен в соответствии с требованиями РД 34.17.302-97 [5], ГОСТ Р 55724- 2013 [6]. РД 153-34.1-003-01 [7]; гибов и основного металла в местах приварки дренажей проведен в соответствии с РД 34.17.418 [8]. По результатам контроля дефектов не обнаружено, результаты контроля отвечают требованиям НТД.

Ультразвуковая толщинометрия проведена в соответствии с требованиями РД 34.17.418 [8]. ГОСТ Р 55724-2013 [6]. Толщина стенки гибов:

- 0 325x24 мм. находится в пределах:

растянутая зона 23,1 - 25,4 мм.;

нейтральная зона 24,2 - 26,0 мм.

Толщина стенки прямых участков:

- 0 325x24 мм. находится в пределах 23,8 - 26,1 мм.

В соответствии с требованиями п.4.4 СО 153-34.17.470-2003[9] замерялась толщина стенки основного металла ЗТВ (в проточке) сварных соединений паропровода. Толщина основного металла прямых труб в расточке составляет:

• 0 325x24 мм. находится в пределах 19,6 - 22,5 мм.

• 0 273x20 мм. находится в пределах 17,1 - 18,7 мм.

Толщина стенки перехода 0 273/325x24 составляет 22,7 - 24,3 мм.

Для определения допустимой толщины стенки проведен поверочный расчет на прочность с учетом рабочих параметров работы.

Магнитопорошковый контроль проведен согласно требованиям ГОСТ 21105-87 [10], РД-13-05-2006 [11]. Контроль проведен на сварных соединениях, гибах, радиусных переходах арматуры, тройников и переходе.

По результатам контроля поверхностных и подповерхностных дефектов, типа трещин не обнаружено, результаты контроля соответствует требованиям НТД.

2

Измерение твердости основного металла литых деталей проведен согласно требований ГОСТ 23273-78 [12]. Измеренная твердость металла элементов паропровода составляет:

- тройники (сталь 15Х1М1Ф)- 159-178 ед. НВ;

- задвижка (20ХМФЛ) - 164-480 ед. НВ.

Регламентированная твердость для данных марок сталей согласно ТУ 108.961.04-80 составляет 159-223 ед. НВ.

Результаты контроля удовлетворяют требованиям НТД.

Металлографические исследования.

Исследование микроповрежденности металла методом реплик проводилось в растянутой зоне гибов и в зоне термического влияния сварных соединений. Реплики были сделаны на:

- гибах - №№ 1, III, V, XII, XVI;

- сварных соединениях - № 6, 9, 40, 41.

По результатам проведенного исследования обнаружено:

- основной металл - множественные поры без определенной ориентации, что соответствует 3 баллу шкалы Ж к ОСТ 34-70-690-96 [13], на гибах №Х11, XVI -множественные поры по границам зерен, что соответствует 3-4 баллу шкалы Ж к ОСТ 34-70690-96 [13].

- в ЗТВ сварного соединения - единичные поры ползучести, что соответствует Пп баллу шкалы Л к ОСТ 34-70-690-96 [13].

Микроповрежденность металла гибов и ЗТВ сварного соединения удовлетворяет требованиям РД 10-577-03 [14].

Расчет на прочность и оценка остаточного ресурса

Для анализа работоспособности паропровода проведен расчет минимально допустимой толщины стенки. Расчет на прочность паропровода проводился согласно РД 10-249-98 [15]. Результаты проведенного расчета на прочность показали, что паропровод работает на грани исчерпания своего ресурса и имеет низкий запас прочности. По результатам оценки остаточного ресурса принимаем остаточный ресурс паропровода равным 12тыс.ч.

На основании проведенного обследования, расчетов, анализа технической документации главный паровой коллектор высокого давления III очереди соответствует требованиям промышленной безопасности.

Возможна временная эксплуатация паропровода на срок, не превышающий 12 тыс.ч. (до суммарной наработки 261 444 ч., но не более 2 лет со дня проведения обследования) на паспортных рабочих параметрах: Р=9,9 МПа, t=540°C при условии соблюдения требований ФНиП «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением». По окончании разрешенного срока эксплуатации соединительный паровой коллектор III очереди подлежит замене.

Литература

1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от

21.07.97 г. № 116-ФЗ;

2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные Приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 14.11.2013 г. № 538;

3. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утвержденных приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25.03.2014г. №116;

4. РД 03-606-03 Инструкции по визуальному контролю 3

3

5. 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;

6. ГОСТ Р 55724- 2013 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые;

7. РД 153-34.1-003-01 Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов;

8. РД 34.17.418 Инструкция по дефектоскопии гибов трубопроводов из перлитной стали;

9. СО 153-34.17.470-2003 Инструкция о порядке обследования и продления срока службы паропроводов сверх паркового ресурса;

10. ГОСТ 21105-87 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод;

11. РД-13-05-2006 Методические рекомендации о порядке проведения магнитопорошкового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах;

12. ГОСТ 23273-78 Металлы и сплавы. Измерение твердости методом упругого отскока бойка (по Шору);

13. ОСТ 34-70-690-96 Металл паросилового оборудования электростанций. Методы металлографического анализа в условиях эксплуатации;

14. РД 10-577-03 Типовая инструкция по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций;

15. РД 10-249-98 Нормы расчета на прочность стационарных паровых и водогрейных котлов и трубопроводов пара и горячей воды. 4

4