Техническое диагностирование технического устройства «Подогреватель высокого давления пвд-6 турбины ст. №3» типа пв-425-230-23м Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Пилипенко В.С.1, Скоблецкий Д.А.2, Николаев В.В.3, Сложеникин В.И.4, Охрименко В.В.5 ©

1Эксперт Общества с ограниченной ответственностью "Аскотехэнерго-диагностика"; 2ведущий эксперт Общества с ограниченной ответственностью "Аскотехэнерго-диагностика"; 3ведущий эксперт Общества с ограниченной ответственностью «Прим Эксперт»;

4директор Общества с ограниченной ответственностью «Прим Эксперт»; 5ведущий эксперт Общества с ограниченной ответственностью «Прим Эксперт»

ТЕХНИЧЕСКОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА «Подогреватель высокого давления ПВД-6 турбины ст.№3» типа ПВ-425-230-23М

Аннотация

Проверка соответствия сосуда нормам промышленной безопасности, установкой возможности продления сроков дальнейшей эксплуатации сосуда.

Ключевые слова: техническое устройство, техническое диагностирование, подогреватель высокого давления.

Keywords: technical device, technical diagnosis, the high pressure heater.

Заключение экспертизы по результатам технического диагностирования 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].

Подогреватель высокого давления предназначен для подогрева питательной воды котлов, устанавливается в регенеративной системе турбоустановок ТЭС.

Состоит из корпуса (У=10500л) и трубной системы (У=3200л), образованной коллекторными и распределительными трубами, центральной трубой, спиральными змеевиками. В корпусе пар, на выходе - конденсат, в трубной системе - вода.

Сварные швы корпуса и днищ выполнены встык автоматической сваркой.

Трубная система - ручная электродуговая сварка.

Спирали - контактная сварка.

Объемы и методы дефектоскопического контроля сварных швов предприятия-изготовителя - сведения отсутствуют

Год изготовления апрель 1972

Введен в эксплуатацию февраль 1973.

Фактические параметры работы сосуда:

В корпусе - Р=2,2 МПа; Твх=380 °С;

В трубной части - Р=23,0 МПа; Т=250 °С

Испытательное давление для корпуса: 3,4 МПа

© Пилипенко В.С., Скоблецкий Д.А., Николаев В.В., Сложеникин В.И., Охрименко В.В., 2016 г.

Испытательное давление трубной части: 28,75 МПа

Количество пусков-остановов по сведениям заказчика за весь период эксплуатации сосуда не превышает 500.

Условные обозначения:

ВК - визуальный контроль;

ИК - измерительный контроль;

УТ - ультразвуковая толщинометрия;

УЗК - ультразвуковой контроль сварных соединений;

МПД - магнитопорошковая дефектоскопия

Диагностирование проводилось в следующем объеме:

а) анализ технической документации на сосуд;

б) наружный и внутренний осмотр сосуда;

в) неразрушающий контроль сварных соединений;

г) толщинометрия корпусных элементов сосуда;

г) толщинометрия трубных элементов сосуда;

д) контроль крепежа;

е) оценка коррозионного состояния сосуда;

ж) оценка прочности сосуда;

з) гидравлические испытания сосуда.

Исследование механических характеристик металла подогревателя по вырезке (химического состава и структуры) не проводились ввиду отсутствия технической необходимости.

ВК и ИК.

Проведен визуально-измерительный контроль (наружный и внутренний в доступных местах осмотр) для оценки коррозионного состояния сосуда (определения вида коррозионных повреждений, их размеров и участков локализации), а также выявления дефектов, которые могли возникнуть при транспортировке, монтаже и эксплуатации сосуда.

ВИК подвергались наружная и внутренняя поверхность корпуса, днищ сосуда и трубная система в доступных местах, кромки отверстий, сварные швы , а также участки внутренней поверхности вокруг отверстий.

Установлено:

- трещин, коррозионных язв, эрозионных повреждений, выпучин, и других возможных поверхностных дефектов не обнаружено;

- смещений и увода (угловатостей) стыкуемых элементов в сварных соединениях не обнаружено;

- вмятин, выборок дефектов не обнаружено.

Замеры овальности проведены в 3-х сечениях корпуса. В результате измерений овальности со стороны внутренней поверхности корпуса получены значения овальности не выходящие за пределы допустимых значений (не более 1,5% согласно требований СО 15334.17.439-2003).

Максимальное измеренное значение овальности обечайки: 0,18 % < 1,5%.

Приборы КИП соответствуют проектной документации, метрологически поверены и имеют соответствующие клейма и отметки.).

Толщинометрия входных патрубков спиралей.

В результате контроля патрубков спиралей ПВД дефектов и утонения стенок, препятствующих дальнейшей эксплуатации сосуда не обнаружено.

Минимальная толщина входнпого патрубка в районе коллектора составляет 3,3мм, что больше минимально рекомендованной толщины спирали, для подогревателя, данного типа.

Толщинометрия корпусных элементов сосуда.

Измерение толщин стенок основных элементов (обечаек и днищ) сосуда проводилось методом УТ. Для измерений использован переносной ультразвуковой толщиномер.

Ультразвуковая толщинометрия выполнялась в следующем объеме:

по четырем образующим обечаек и четырем радиусам днищ через ~90 по окружности элемента. На каждой обечайке корпуса проводилось не менее трех измерений по одной образующей (в нижней, средней и верхней ее зонах). На днищах проводилось не менее четырех измерений на каждом из четырех радиусов.

Расположение точек измерений приведено на схеме сосуда в Приложении.

Согласно результатам ультразвуковой толщинометрии минимальная толщина обечайки корпуса 20,6 мм при номинальной 22,0 мм. Утонение обечайки составляет 6,4 %, что не превышает допустимое отклонение от номинала (до 10%).

Минимальная толщина верхнего днища составляет 24,4 мм при номинальной 22,00 мм. Утонение днища составляет 7,3 %, что находится не выше допустимого отклонения (до 10%).

Минимальная толщина нижнего днища составляет 19,8 мм при номинальной 22,00 мм. Утонение днища составляет 10,0 %, что находится в пределах допустимого отклонения (до 10%).

Фактические толщины элементов сосуда использовались при расчете на прочность.

Толщинометрия наружных патрубков сосуда.

В результате контроля наружных патрубков ПВД дефектов и утонения стенок, препятствующих дальнейшей эксплуатации сосуда не обнраужено.

Толщинометрия элементов трубной системы сосуда.

В результате контроля элементов трубной системы (коллекторов, гибов, участков за дроссельными устройствами) ПВД дефектов и утонения стенок, препятствующих дальнейшей эксплуатации сосуда не обнраужено.

Фактические толщины коллекторов отличаются от номинальных не более чем на 10%, что находится в пределах допустимого отклонения (до 10%).

Неразрушающий контроль сварных соединений.

Для выявления дефектов использовались следующие неразрушающие методы контроля:

• ультразвуковая дефектоскопия (УЗД);

• цветная дефектоскопия (ЦД);

Ультразвуковой контроль

Объемы контроля.

Проведен ультразвуковой контроль стыковых сварных соединений обечаек и днищ в объеме 25% длины продольных и 10% кольцевых сварных соединений, включая участки пересечения на их длине не менее 200мм в каждую сторону от точек пересечения.

В результате контроля дефектов не обнаружено.

Цветная дефектоскопия

Контроль с применением метода цветной дефектоскопии выполнялся в следующем объеме:

1. сварные швы приварки парового штуцера к днищу и парового штуцера к укрепляющей накладке с околошовной зоной не менее 50 мм по всей длине шва;

2. сварные соединения фланцев с обечайкой и днищем длиной контролируемой зоны 800 мм, включая зону пересечения с продольным швом обечайки шириной контролируемой зоны не менее 50 мм;

3. участки вокруг отверстий, не содержащих укрепляющей накладки, с шириной контролируемой зоны не менее диаметра отверстий.

В результате контроля дефектов не обнаружено.

Измерение твердости элементов корпуса сосуда.

Проведены замеры твердости металла обечаек, верхнего и нижнего днищ корпуса. Результаты измерений твердости не выходят за пределы допустимых значений (для стали 20 К -от 110 до 170НВ).

Твердость металла днищ находится в пределах 145 - 155 НВ.

Твердость металла обечаек находится в пределах: 149 - 160 НВ.

Контроль крепежа

Проведена проверка крепежных деталей ПВД. Проводился визуальный осмотр 24 шпилек и 48 гаек и УЗК 24 шпилек. Материал шпилек - сталь 35.

Результаты ВИК состояние крепёжных деталей (шпилек и гаек) разъёмов ПВД -вытягивания резьбы, трещин, вмятин глубиной более половины профиля резьбы и длиной более половины витка, рваных мест, недопустимого выкрашивания ниток резьбы, повреждения граней и углов, уменьшения граней под ключ более 3%, недопустимых отклонений от прямолинейности не обнаружено.

Результаты УЗК шпилек - дефектов не обнаружено.

Гидравлическое испытание.

Проведены гидравлические испытания сосуда (корпуса и трубной части).

Пробное давление:

в корпусе: 1,85 МПа

в трубной части: 28,75 МПа

Условия проведения испытаний указаны в соответствующем акте в приложении к заключению.

Результаты испытаний: Сосуд выдержал гидравлическое испытание пробным давлением.

Анализ прочности

Для определения остаточного ресурса проведены расчеты:

- по скорости износа стенок деталей корпуса и патрубков;

- по фактическим толщинам стенок на прочность деталей корпуса, патрубков и трубной системы.

В результате расчета установлено:

В результате поверочного расчета на прочность основных элементов сосуда с учетом фактических толщин стенок установлено, что условия прочности для разрешенных параметров среды - удовлетворяются.

В результате расчета установлено, что расчетный остаточный ресурс основных элементов сосуда, определенный по фактической скорости коррозии превышает 6,6 лет и в соответствии с рекомендациями по максимальному сроку поэтапного продления ограничивается сроком - 6 лет.

Исследования микроструктуры металла не проводились в связи с фактической температурой пара на входе ниже 4000С.

Вырезка для исследования механических свойств металла не проводилась в связи с тем, что полученные значения твердости не выходят за пределы нормативных значений, нарушениях режимов эксплуатации, могущих повлиять на изменение структуры и свойств металла не зарегистрировано.

Выводы.

1. Сосуд Подогреватель высокого давления (ПВД)-6 турбины ст. № 3, тип ПВ 425-230-23М, находился в эксплуатации до момента настоящего обследования 42 года. Специфических особенностей эксплуатация сосуда не имеет. Ремонтно-восстановительных работ на сосуде не зафиксировано, за исключением вырезки змеевиков, очистки и замены диафрагм.

2. При наружном визуально-измерительном контроле недопустимых дефектов корпуса и трубной системы подогревателя не обнаружено. Овальность корпуса подогревателя не превышает установленных норм.

3. Толщинометрия элементов подогевателя существенных утонений не выявила.

4. При проведении капиллярного контроля(ЦД) поверхностных и подповерхностных дефектов не обнаружено.

5. Ультразвуковой контроль сварных соединений и околошовной зоны дефектов не выявил.

6. Твердость металла корпуса находится в допустимых пределах.

7. В результате осмотра и геометрических измерений шпилек и гаек трещин, вмятин, вытягивания резьбы, повреждение граней, отклонения от прямолинейности не обнаружено

8.УЗК шпилек дефектов не выявил

9. При проведении гидравлического испытания остаточных деформаций, трещин, разрывов, потения в сварных соединениях и основном металле не обнаружено.

10. В результате поверочного расчета на прочность основных элементов сосуда с учетом фактических толщин стенок установлено, что условия прочности для разрешенных параметров среды - удовлетворяются.

11. В результате расчета остаточного ресурса установлено, что остаточный ресурс основных элементов сосуда, определенный по фактической скорости коррозии превышает 6,6 лет. С учетом значительной наработки оборудования и нормативным периодом между внутренними осмотрами, назначенный срок продления до очередной диагностики сосуда ограничивается сроком равным 6 лет.

12. По результатам экспертизы промышленной безопасности сосуда Подогреватель высокого давления (ПВД)№6 турбины ст. № 3, тип ПВ 425-230-23М, дефектов, препятствующих дальнейшей безопасной эксплуатации сосуда не обнаружено.

13. Состояние сосуда соответствует требованиям промышленной безопасности.

14. Подогреватель высокого давления (ПВД)№6 турбины ст. № 3, тип ПВ 425-230-23М, оставить в дальнейшей эксплуатации сроком на 6 лет на установленных (паспортных) параметрах :

в корпусе - Р <2,2 МПа; Твх <450(300)°С;

в трубной части - Р=23 МПа; Т=250°С.

15. Не позднее, чем через 6лет с момента проведения заключительных испытаний сосуд подлежит повторной экспертизе промышленной безопасности для определения возможности и сроков его дальнейшей эксплуатации.

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;