Заключение по результатам технического диагностирования емкости для хранения водорода Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Вдовиных К.А.1, Харин А.В.2, Озеров К.Г.3, Мишухин Е.В.4, Васецкий А.Ф.5 ©

1 2

Ведущий эксперт ООО «Фирма Техцентр»; эксперт ООО «Фирма Техцентр»;

3

заместитель директора по технической части, ведущий эксперт ООО "Энерготеплохим"; 4Главный инженер ООО «Научно-технический центр «Анализ и экспертиза»; Заместитель генерального директора по ЭПБ объектов нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности ООО ИЦ «ЭДО»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЕМКОСТИ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ВОДОРОДА

Аннотация

Целью технического диагностирования емкости для хранения водорода, является оценка соответствия технического состояния сосуда требованиям промышленной безопасности и оценка его остаточного ресурса работоспособности.

Ключевые слова: техническое состояние, техническое диагностирование, емкость для хранения водорода.

Keywords: technical condition, technical diagnosis, capacity for hydrogen storage.

Работы по экспертному техническому диагностированию проводятся на основании следующих документов:

- Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.1997 г. № 116-ФЗ [1];

- Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденные приказом Ростехнадзора № 538 от 14.11.2013 г. [2].

Краткая характеристика объекта представлена в таблице 1

Наименование оборудования Емкость хранения водорода

Назначение сосуда Для хранения водорода

Г од изготовления 1978г.

Группа сосуда 1

Дата ввода в эксплуатацию 1982г.

Рабочая среда в корпусе Водород

Свойства среды в корпусе взрывоопасная, пожароопасная

Длительность эксплуатации 32 года

Дата последнего гидроиспытания 2012

Т еплоизоляция При обследовании теплоизоляция отсутствовала.

Характеристика сосуда

Расчётные заводские параметры: В корпусе Рр.= 2,1 МПа, Тр.= +35 °С.

Разрешенные параметры: В корпусе Рр.= 1,8 МПа, Тр.= +35 ^ - 60 °С, среда - водород. Режимные параметры: В корпусе Рр.= до 1,8 МПа, Тр.= +40 °С, среда - водород.

2. Техническое диагностирование сосуда включало в себя:

- анализ эксплуатационно-технической документации и условий эксплуатации;

- визуальный и измерительный контроль;

© Вдовиных К.А., Харин А.В., Озеров К.Г., Мишухин Е.В., Васецкий А.Ф., 2015 г.

- ультразвуковую толщинометрию стенок элементов;

- ультразвуковую дефектоскопию;

- цветную дефектоскопию;

- измерение твердости;

- расчет прочности и расчёт остаточного ресурса;

- гидравлическое(пневматическое) испытание с применением метода акустической эмиссии;

- анализ результатов технического диагностирования;

- составление отчетной документации по результатам диагностирования.

Визуальный и измерительный контроль проводился в соответствии с требованиями РД

03-606-03 [3].

При визуальном и измерительном контроле дефектов не обнаружено.

Ультразвуковая толщинометрия

Минимальные значения толщин и максимальное утонение стенок представлены в табл.2.

№ Наименован ие Элемента Диаметр элемента (мм) Исполни тельная толщина (мм) Минимальная измеренная толщина (мм) Расчетная Толщина (мм) Утонение стенок (мм)

1 Обечайка 3400 28,0 25,0 18,7 3,0

2 Днище левое 3400 28,0 24,7 18,7 3,3

3 Днище правое 3400 28,0 24,3 18,7 3,7

Приведённые в таблице 2 значения толщин использованы при расчёте на прочность основных элементов сосуда.

Неразрушающий контроль сварных соединений

Неразрушающий контроль сварных швов сосуда проводился ультразвуковым методом (УК) в соответствии с требованиями ГОСТ 14782-86 [4], СТО 00220256-005-2005 [5]; методом капиллярной дефектоскопии (ЦД) в соответствии с требованиями ГОСТ 18442-80 [6], РД 13-062006 [7].

В результате УК и ЦД дефектов не обнаружено.

Измерения твердости

Измерения твердости элементов сосуда проведены в соответствии ГОСТ 22761-77 [8].

Значения твердости составили: для сосуда Е-4 - 130...137 НВ. Допустимые значения предела твердости основного металла для стали 09Г2С- 120М80НВ

Расчет на прочность и расчёт остаточного ресурса

Расчёт проведен в соответствии с СА-03-004-07 [9], ГОСТ Р 52857.1-2007 [10], ГОСТ Р 52857.2-2007 [11], ГОСТ Р 52857.3-2007 [12]. Расчеты на прочность выполнены на ЭВМ по программе «Пассат 1.09R2».

Условие прочности элементов сосуда при рабочих параметрах обеспечиваются.

Оценка остаточного ресурса основных элементов сосуда выполнена согласно ДИОР-05 [13], для основных элементов, повреждающим фактором для которых является общая коррозия. Отбраковочные толщины элементов взяты из расчёта на прочность и СТО-СА-03-004-2009 [14].

При расчете использовались фактические минимальные значения толщин основных элементов. Расчетный минимальный остаточный ресурс и максимальная скорость коррозии для сосуда составили:

Объект Расчетный минимальный остаточный ресурс, лет Максимальная скорость коррозии, мм/год Элемент конструкции сосуда, лимитирующий его ресурс

сосуд Е-4 более 10 0,094 Обечайка сосуда

более 10 0,103 Днище левое

более 10 0,116 Днище правое

Г идравлическое(пневматическое) испытание

Пневмоиспытание проводилось в сопровождении акустико-эмиссионного контроля. Сосуд испытания выдержал без замечаний. Зон с источниками активного и катастрофически активного типов, соответствующих развивающимся дефектам, опасным для эксплуатации сосуда, не обнаружено.

Ha основании анализа результатов проведённой экспертизы сосуд: емкость для хранения водорода соответствует требованиям промышленной безопасности, противоаварийной устойчивости и пригоден к дальнейшей эксплуатации, при условии соблюдения в процессе эксплуатации требований СТО-СА-03-004-2009 [14] и других НТД, регламентирующих вопросы безопасной эксплуатации сосудов и аппаратов нефтехимических производств.

Считается возможным допустить сосуд емкость для хранения водорода к эксплуатации на параметры не свыше:

Объект Р • А расч*; МПа Т 0С расч Рабочая среда

Емкость для хранения водорода В корпусе 2,1 +35 водород

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.

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

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

5. СТО 00220256-005-2005 «Швы стыковых, угловых и тавровых сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих под давлением, методика ультразвукового контроля».

6. ГОСТ 18442-80 «Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования».

7. РД-13-06-2006 «Методические рекомендации о порядке проведения капиллярного контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах».

8. ГОСТ 22761-77 «Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Бринеллю переносными твердомерами статического действия».

9. СА-03-004-07. Расчет на прочность сосудов и аппаратов.

10. ГОСТ Р 52857.1-2007 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования».

11. ГОСТ Р 52857.2-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек, выпуклых и плоских днищ и крышек

12. ГОСТ Р 52857.3-2007 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укреплений отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер».

13. ДиОР - 05 «Методика диагностирования технического состояния и определения остаточного ресурса технологического оборудования нефтеперерабатывающих, нефтехимических производств».

14. СТО-СА-03-004-2009 «Трубчатые печи, емкость для хранения водорода, сосуды и аппараты нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. Требования к техническому надзору, ревизии и отбраковке».