CC BY
36
Беспалов А.Д.1, Новожилов М.В.2, Аглиулин С.Г.3, Чистяков Е.В.4, Трусов И.Н.5 ©
Эксперт лаборатории ОАО «НИИК»; начальник отдела котлонадзора «НО НОЧУ ДПО Инженерно-технический центр»; Генеральный директор Открытого акционерного общества «Сибтехэнерго» - инженерная фирма по наладке, совершенствованию технологий и эксплуатации электро-энергооборудования предприятий и систем; 4начальник ПО НТО Открытого акционерного общества «Сибтехэнерго» - инженерная фирма по наладке, совершенствованию технологий и эксплуатации электро-энергооборудования предприятий и систем; 5ведущий инженер ПО НТО Открытого акционерного общества «Сибтехэнерго» -инженерная фирма по наладке, совершенствованию технологий и эксплуатации электроэнергооборудования предприятий и систем.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА -ГЛАВНОГО ПАРОПРОВОДА КОТЛА ТИПА ТП-81
Аннотация
В данной статье авторами рассмотрено техническое диагностирование технического устройства - главного паропровода котла типа ТП-81, с целью определения соответствия технического устройства предъявляемым к нему требованиям промышленной безопасности.
Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, паропровод. Keywords: technical device, technical diagnosis, steam line.
Заключение экспертизы по результатам технического диагностирования главного паропровода котла составлено 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]; Главный паропровод предназначен для подачи пара от котла ст. № 9 на коллектор. Дата изготовления - ноябрь 1965г., дата ввода в эксплуатацию - сентябрь 1966г, рабочая среда - пар, расчетные параметры: давление - 140 кгс/см температура - 570°С.
Основные размеры и материал элементов паропровода представлены в Таблице 1.
Таблица 1
Наименование элемента Марка стали Типоразмер Радиус гиба
D, мм S, мм
Прямые трубы, 27 шт 12Х1МФ 273 32
Г ибы труб, 12 шт 15X1 Ml Ф 273 36 1000
© Беспалов А.Д., Новожилов М.В., Аглиулин С.Г., Чистяков Е.В., Трусов И.Н., 2015 г.
Колена штампованные, 2 шт. 15Х1М1Ф Ду200
Задвижки №№ 91, 93, 90, 92 15Х1М1ФЛ Ду225
Тройники переходные между сварными соединениями №№ 938- 938а-940, 937-937а-939 15Х1М1ФЛ Ду200/150
Переходы между сварными соединениями №№ 938а-938бв, 937а- 9376 20ХМФЛ Ду 150/100
Наработка главного паропровода на момент обследования составляет 197 251 часов. Количество пусков - 607. Количество гидравлических испытаний пробным давлением - 7. Эквивалентная температура - 547,7°С. Эквивалентная наработка (приведенная к температуре -550°С) - 192 026,9 часов. Парковый ресурс гибов 273x36 мм, сталь 15Х1М1Ф - 250 тыс. часов, сварных соединений тип 1 - 300 тыс. часов. Парковый ресурс прямых труб и сварных соединений тип 1 273x32 мм, сталь 12Х1МФ - 200 тыс. часов (РД 10-577-03) [4]. Парковый ресурс задвижек, штампованных колен, тройников, сварных соединений тип 2 - 250 тыс. часов (РД 10-577-03) [4]. На момент проведения экспертизы промышленной безопасности парковый ресурс выработали прямые трубы 273x32 мм и сварные соединения тип 1. Остальные элементы главного паропровода парковый ресурс не выработали.
Остаточная деформация ползучести на прямых участках труб составила 0,2-0,35 % не превышает половину допустимого значения 1,5 % и соответствует требованиям п.п. 6.2.1 РД 10-577-03[4], п.п. 8.3.2 СО 153-34.17.470-2003[5].
Остаточная деформация ползучести на прямых участках гибов - 0,24-0,31 % не превышает половину допустимого значения 0,8 % и соответствует требованиям п.п. 6.2.1 РД 10-577-03[4], п.п. 8.3.2 СО 153-34.17.470-2003[5].
ВК, МПД, УЗК прямых участков труб между сварными соединениями №№ 912-914, 9036-905 дефектов не обнаружено. Состояние прямых труб соответствует требованиям п.п. 8.3.1 СО 153-34.17.470-2003[5].
Толщина стенки прямых труб 273x32 мм между сварными соединениями №№ 912-914, 9036-905, 911-911а, 9046-906, 915-917 составила 33,5-39,8 мм.
Согласно расчету, выполненному в соответствии с п.п. 3.3.1 РД 10-249-98[6], условие прочности прямых труб 0 273x32 мм с минимальной толщиной стенки (Sr = 33,5 мм) сохраняется на базе 250 тыс. часов при 14 МПа и 550°С - приведенные напряжения не превышают допускаемые.
Проведен контроль методом реплик металла прямых труб главного паропровода 273x32 мм (между сварными соединениями М» 910-912, 909-911). Установлено:
- микроструктура всех труб феррито-карбидная. Степень сфероидизации перлита соответствует баллу 5 Приложения Е ОСТ 34-70-690-96.
- микроповрежденность металла прямых труб соответствует 2 баллу приложения Ж ОСТ 34-70-690-96 и удовлетворяет требованиям п.п. 6.2.5 РД 10-577-03[4], п.п. 8.3.7. СО 153-34.17.470-2003[5].
ВК, УЗК, МПД стыковых сварных соединений тип 1 273x32мм (10 %), сварных соединений тип 2 (40 %) недопустимых дефектов не обнаружено. Сварные соединения удовлетворяют требованиям п. 6.12.1. 6.12.4 РД 10-577-03[4], п.п. 8.4.1, 8.4.4 СО 153-34.17.470-2003[5].
Толщина стенки сварных соединений в пришовной зоне (в проточке) с каждой стороны сварных соединений 273x32 мм тип 1 составила 30,0-34,6 мм, тип 2 составила 29,9-34,9 мм, сварных соединений 133x16 мм тип 2 составила 15,7-16,6 мм.
Согласно расчету, выполненному в соответствии с п.п. 3.3.1 РД 10-249-98 и с учетом п.3.3.1.4 РД 10-249-98 [6], (толщина стенки на концах прямых труб, растачиваемых под сварку, должна быть не менее 0,95 So: для труб 273x32мм - не менее 29,7 мм) условие прочности
сварных соединений в пришовной зоне (в проточке) сохраняется. Выполнен контроль методом реплик сварных соединений 2 типа №№ 938, 938а. Результаты контроля сварных соединений 2 типа методом реплик представлены в Таблице 2
Таблица 2
Номер и тип сварного соединения Микроструктура Микроповрежденность
Структурные составляющие Балл приложение К ОСТ 34-70690-96 Характер микроповрежденности ЗТВ Балл приложение Л ОСТ 34-70690-96
№938 стыковое сварное соединение трубы 273x32 мм с тройником Феррит и карбиды в наплавленном металле и ЗТВ; Степень сфероидизации перлита соответствует 5 баллу. 111м ЗТВ - единичные поры размером 3-5 мкм в сочетании с порами размером 1-2 мкм по границам зерен, в количестве 58 пор в поле зрения, х500 111п
№ 938а стыковое сварное соединение труб 273x32 мм с тройником Феррит и карбиды в наплавленном металле и ЗТВ; Степень сфероидизации перлита соответствует 5 баллу. 111м ЗТВ - единичные поры размером 3-5 мкм в сочетании с порами размером 1-2 мкм по границам зерен, в количестве 58 пор в поле зрения, х500 111п
Микроповрежденность металла зон сварного соединения по результатам металлографического анализа реплик находится в пределах требований п. 6.12.4 РД 10- 577-03[4].
ВК, МПД радиусных переходов тройников между сварными соединениями №№ 937-939-937а, 938-940-938а, переходов между сварными соединениями №№ 937а-937б, 938а-938б недопустимых дефектов согласно п. 6.6.1 РД 10-577-03[4], п.п. 8.3.1 СО 153- 34.17.470-2003[5], не обнаружено.
ВК, МПД, УЗК колена штампованного между сварными соединениями №№ 904а-904б п.п. 8.3.1, 8.3.3 СО 153-34.17.470-2003[5], дефектов не обнаружено.
Толщина стенки колена составила 47,0-48,8 мм.
Согласно расчету, выполненному в соответствии с п.п. 3.3.2 РД 10-249-98 [6], условие прочности колена штампованного с минимальной толщиной стенки (Sf = 47,0 мм) сохраняется на базе 250 тыс. часов при 14 МПа и 550°С - приведенные напряжения не превышают допускаемые.
В результате обследования опорно-подвесной системы главного паропровода дефектов не выявлено.
Расчеты на прочность главного паропровода показали, что ОПС находится в работоспособном состоянии и удовлетворяет условиям прочности для расчетного ресурса 247 тыс. часов на параметры Р=140 кгс/см2, Т=550°С - во всех сечениях эквивалентные напряжения, посчитанные от совместного действия всех нагружающих факторов, менее допускаемых значений.
На основании технического обследования и данных владельца оборудования проведен анализ состояния длительно работающего металла. По результатам анализа установлено, что качество металла главного паропровода котла типа ТП-81 удовлетворяет требованиям НД и обеспечивает безопасную эксплуатацию.
Техническое состояние главного паропровода котла типа ТП-81 соответствует требованиям промышленной безопасности, дальнейшая эксплуатация возможна при рабочих параметрах пара 140 кгс/см2, 550°С - до суммарной наработки 250 000 часов, но не более, чем на 9 (девять) лег с момента проведения контроля. Срок следующего технического диагностирования главного паропровода котла при наработке не более 250 тыс. часов. Осуществлять эксплуатацию главного паропровода котла типа ТП-81 в соответствии с требованиями ФНП «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утвержденные приказом Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25.03.2014г. № 116 [3].
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 10-577-03 «Типовая инструкция по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций»;
5. СО 153-34.17.470-2003 СО 153-34.17.470-2003 «Инструкция о порядке обследования и продления срока службы паропроводов сверх паркового ресурса».
6. РД 10-249-98 «Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды».
