ФНиП 535 Действует

115. Значения назначенного ресурса коллекторов котлов, работающих при температуре 450 °C и выше, в зависимости от расчетных параметров эксплуатации и примененных марок стали, приведены в таблице VI.1.

Таблица VI.1

178. Эквивалентные параметры эксплуатации и эквивалентную наработку паропровода определяют с использованием станционных данных по среднегодовым температурам и давлениям и соответствующим фактическим наработкам по каждому календарному году за весь срок эксплуатации согласно следующему порядку.

а) Расчет эквивалентных температуры и наработки построен на известном параметрическом уравнении жаропрочности.

Эквивалентная наработка определяется по формуле:

где Ʈэ - эквивалентная наработка, приведенная к температуре Ʈпр (условная наработка, соответствующая фактическому исчерпанию ресурса металла паропровода за счет ползучести при заданной постоянной температуре Ʈпр). В качестве таковой температуры (Tпр) принимают расчетную температуру Тр;

Ti и Ʈi - среднегодовая температура в текущем году и соответствующая данному году наработка;

n - количество лет работы паропровода.

В приведенном выражении, а также в последующих формулах температура T принимается в К.

б) Эквивалентная температура Тэкв эксплуатации определяется численным методом из соотношения:

где Ʈф - фактическая наработка паропровода на фиксированный момент времени (время обследования):

Уравнение (11) решается относительно неизвестной величины Tэкв численно методом последовательных приближений. В качестве первой итерации следует использовать значение температуры

Допускается считать достаточной точность вычислений ± 0,2 °C.

в) Эквивалентное давление рассчитывается по формуле:

где: pэ - эквивалентное давление за весь расчетный срок службы Ʈф ;

pi и Ʈi - среднегодовое давление в текущем году и соответствующая данному году наработка;

n - количество лет работы паропровода за расчетный период;

m - показатель степени в уравнении длительной прочности.

Показатель m в уравнении длительной прочности принимают согласно справочным данным.

Допускается принимать следующие значения показателя m:

для стали марок 12МХ и 15ХМ:

m = 10,0 - при T ≤ 500 °C;

m = 8,0 - при T ≥ 510 °C

для стали марок 12Х1МФ и 15Х1М1Ф:

m = 10,0 - при T ≤ 520 °C;

m = 8,0 - при T = 540 °C;

m = 6,0 - при T = 570 °C.

Для промежуточных температур значения показателя m допускается вычислять линейной интерполяцией между двумя опорными точками, ограничивающими с разных сторон значение расчетной температуры.

Допускается в качестве расчетного значения температуры за весь срок эксплуатации паропровода при определении показателя m принимать величину эквивалентной температуры Tэкв при условии, что |Tэкв - Ti| ≤ 20 °C для всех значений i.

Для хромистых сталей следует до получения достоверных данных по величине показателя m принимать в качестве эквивалентного давления его среднеарифметическое значение, полученное усреднением среднегодовых давлений за весь предшествующий срок эксплуатации.

Эквивалентное давление следует использовать при определении приведенных напряжений для последующей оценки ресурсных показателей за предшествующий период эксплуатации паропровода (за время Ʈф ).

Приложение N 4

к федеральным нормам и правилам

в области промышленной безопасности

"Правила осуществления эксплуатационного

контроля металла и продления срока

службы основных элементов котлов

и трубопроводов тепловых

электростанций", утвержденным приказом

Федеральной службы по экологическому,

технологическому и атомному надзору

от 15.12.2020 N 535

ШКАЛА

МИКРОПОВРЕЖДЕННОСТИ МЕТАЛЛА ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ТРУБ ИЗ СТАЛИ

15Х1М1Ф (ПРИ 500-КРАТНОМ УВЕЛИЧЕНИИ МИКРОСКОПА)

Приложение N 2

к федеральным нормам и правилам

в области промышленной безопасности

"Правила осуществления эксплуатационного

контроля металла и продления срока

службы основных элементов котлов

и трубопроводов тепловых

электростанций", утвержденным приказом

Федеральной службы по экологическому,

технологическому и атомному надзору

от 15.12.2020 N 535

ШКАЛА

СФЕРОИДИЗАЦИИ ПЕРЛИТА В УГЛЕРОДИСТЫХ И НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ

СТАЛЯХ (ПРИ 1000-КРАТНОМ УВЕЛИЧЕНИИ МИКРОСКОПА)

135. Методы и объемы контроля крепежных деталей арматуры и других разъемных соединений, эксплуатирующихся при температуре 450 °C и выше, приведены в таблице VIII.6.

Таблица VIII.6

170. Диагностирование и продление ресурса (срока службы) коллекторов по достижении назначенного ресурса может выполняться как для одной или нескольких групп одноименных коллекторов, так и в комплексном порядке в рамках продления срока службы котла в целом как единого технического устройства.

Общий алгоритм диагностирования и продления срока службы коллекторов включает ряд этапов:

а) основными мероприятиями в рамках процедуры продления ресурса (срока службы) коллекторов являются:

анализ режимов (параметров) эксплуатации котла и результатов контроля металла коллекторов за весь предшествующий период работы;

анализ результатов неразрушающего контроля и металлографического анализа состояния металла по данным текущего обследования;

определение эквивалентной температуры эксплуатации и эквивалентной наработки по параметрам на выходе из котла;

контрольный расчет на прочность с оценкой остаточного ресурса коллекторов;

обобщающий анализ результатов обследования и установление дополнительного назначенного ресурса (срока службы) коллекторов котла;

б) определяют эквивалентную температуру пара за котлом (по каждому контуру) по среднегодовым данным фактической температуры и соответствующим каждому году наработкам с использованием соотношений жаропрочности материала.

Определение эквивалентной температуры (Tэкв) осуществляется согласно указаниям подпункта "б" пункта 178 ФНП для паропроводов.

Полученные значения эквивалентной температуры пара за котлом по контурам высокого и среднего давления принимаются в качестве эквивалентных температур эксплуатации для выходных коллекторов последних ступеней перегрева по свежему пару и пару промперегрева соответственно.

В рамках данного подхода для выходных коллекторов последних ступеней перегрева определяют эквивалентную наработку по среднегодовым температурам за котлом и соответствующим годовым наработкам, приведенную к расчетной температуре, согласно алгоритму, изложенному в подпункте "а" пункта 178 ФНП.

в) выполняется расчет на прочность с оценкой ресурса по схеме:

определяют приведенные напряжения в коллекторе с учетом фактической толщины стенки ( Sf ) по результатам УЗТ, в качестве  Sf принимается минимальная величина из всех контрольных замеров. Если минимальная фактическая толщина стенки  Sf превышает номинальную толщину, то в качестве  Sf принимают номинальную толщину стенки и расчет ведется с учетом только эксплуатационной компенсирующей прибавки;

расчетный коэффициент прочности коллектора ( φp ) при вычислении приведенных напряжений принимают равным минимальному из следующих значений:

минимального значения из коэффициентов прочности, вычисленных для каждой системы отверстий ( φdmin );

значения коэффициента прочности штуцерных сварных соединений ( φws );

Допускается учитывать усиление отверстия штуцером при условии, что соединение штуцера с корпусом коллектора выполнено с полным проплавлением стенки.

Ресурс коллектора определяют путем сопоставления приведенного напряжения с допускаемыми напряжениями при расчетной температуре, соответствующими по ресурсной базе двум опорным точкам, одной из которых отвечает допускаемое напряжение, меньше рассчитанного приведенного, а другой - больше рассчитанного приведенного напряжения. Искомая точка, соответствующая рассчитываемому ресурсу, определяется методами логарифмической или линейной интерполяции. Экстраполяция допускаемых напряжений разрешается не более чем на 25 тысяч часов.

г) Остаточный ресурс дальнейшей эксплуатации выходных коллекторов последних ступеней перегрева при продлении срока службы на расчетных параметрах определяется выражением:

где Ʈор - остаточный ресурс при расчетной температуре;

Ʈрт - полный (индивидуальный) ресурс коллектора при расчетной температуре;

Ʈэ- эквивалентная наработка данной группы коллекторов, приведенная к расчетной температуре.

д) Остаточный ресурс ( Ʈор ) входных и выходных коллекторов на промежуточных ступенях перегрева котла при продлении срока службы на расчетных параметрах определяется как разница между полным (индивидуальным) ресурсом при расчетной температуре ( Ʈрт ) и фактической наработкой на период диагностирования Ʈф :

е) Расчеты выполняют при нормативном коэффициенте запаса прочности, равном 1,5.

В обоснованных случаях допускается снижение коэффициента запаса прочности до 1,4.

ж) Условием продления срока эксплуатации коллекторов является отсутствие в металле и сварных соединениях недопустимых дефектов и недопустимой микроповрежденности структуры (согласно пункту 149 ФНП), а также соблюдение условий прочности на планируемый срок продления. Допуск коллекторов в дальнейшую эксплуатацию при пониженном (не более чем до 1,4) коэффициенте запаса прочности разрешается не более чем на 30 тысяч часов.

з) Отработавшие назначенный или дополнительно назначенный ресурс коллекторы могут быть допущены к дальнейшей эксплуатации при расчетных параметрах на срок не более 50 тысяч часов.

В отдельных обоснованных случаях допускается продление эксплуатации коллекторов после отработки назначенного ресурса на срок более 50 тысяч часов.

Приложение N 3

к федеральным нормам и правилам

в области промышленной безопасности

"Правила осуществления эксплуатационного

контроля металла и продления срока

службы основных элементов котлов

и трубопроводов тепловых

электростанций", утвержденным приказом

Федеральной службы по экологическому,

технологическому и атомному надзору

от 15.12.2020 N 535

ШКАЛА

МИКРОПОВРЕЖДЕННОСТИ СТАЛЕЙ ПЕРЛИТНОГО КЛАССА

(ПРИ 500-КРАТНОМ УВЕЛИЧЕНИИ МИКРОСКОПА)

109. В процессе испытаний определяют для каждого разрушенного образца значение параметра длительной прочности Pд.п. по формуле:

где: Ʈk - время до разрушения образца, ч;

T - температура испытания, К;

α - постоянная.

Следует принимать: для углеродистых, низколегированных и легированных сталей α = -25; для высоколегированных аустенитных сталей = α -20; для хромистых сталей α = -36.

39. На паропроводах, работающих в условиях ползучести, выполняют измерения остаточной деформации ползучести. Остаточную деформацию ползучести измеряют микрометром с точностью шкалы не хуже 0,05 мм по реперам, установленным на прямых трубах длиной 500 мм и более, а также на гнутых отводах, имеющих прямые участки длиной не менее 500 мм.

Реперы располагают по двум взаимно перпендикулярным диаметрам в средней части каждой прямой трубы, прямого участка каждого гнутого отвода на расстоянии не менее 250 мм от сварного соединения или начала гнутого участка. При невозможности установки реперов в двух взаимно перпендикулярных направлениях допускается установка только одной пары реперов (в диаметрально противоположных точках).

Приварка реперов к телу контролируемой трубы (отвода) должна осуществляться только аргонодуговым способом сварки. Для паропроводов из хромистых сталей (10Х9МФБ, Х10CrMoVNb9-1) приварку реперов следует выполнять при изготовлении трубопровода. Начальник цеха, эксплуатирующего трубопровод, должен убедиться в правильности установки реперов и изображении этих мест на исполнительной схеме-формуляре.

Реперы на схеме должны иметь нумерацию, остающуюся постоянной в течение всего периода эксплуатации паропровода. Места расположения реперов должны быть отмечены указателями, выступающими над поверхностью изоляции.

Измерение остаточной деформации ползучести проводится при температуре стенки трубы (отвода) не выше 50 °C.

Остаточная деформация ползучести от начала эксплуатации до i-го измерения определяется по формуле:

где: ∆ εп - остаточная деформация ползучести, %;

Di - диаметр, измеренный по реперам при i-ом измерении в двух взаимно перпендикулярных направлениях, мм;

Dисх.- исходный диаметр трубы, измеренный по реперам в соответствующем направлении в исходном состоянии, мм;

Dтр - наружный диаметр трубы, измеренный вблизи реперов в каждом из двух взаимно перпендикулярных направлений в исходном состоянии, мм.

В формуле используются значения измерений по каждому из двух взаимно перпендикулярных направлений. Наибольшее полученное значение ∆ εп принимается в качестве расчетного.

Сводные результаты измерений заносятся в формуляр трубопровода.

44. При подготовке объекта к ультразвуковому контролю следует обеспечить его максимально возможную контроледоступность.

119. Назначенный ресурс крепежа арматуры, работающей при температуре 450 °C и выше, в зависимости от номинальных параметров эксплуатации и примененных марок стали приведен в таблице VI.3.

Таблица VI.3

а) Исследования состава (химического, фазового), механических свойств и структуры основного металла и сварного соединения на образцах вырезок из паропровода являются обязательными в следующих случаях:

1) при обнаружении в процессе контроля (или предшествующей эксплуатации) недопустимых дефектов или отклонений, в том числе недопустимого уровня остаточной деформации;

2) при выявлении нерекомендованной микроструктуры металла гибов или сварных соединений при неразрушающем контроле (методом реплик, переносным микроскопом);

3) при выявленной (по результатам неразрушающего контроля) в основном металле или (и) сварных соединениях микроповрежденности выше допустимого балла согласно требованиям подпункта "е" пункта 153 и подпунктов "б", "в", "г" пункта 157 ФНП;

4) при нарушении режимов эксплуатации, в результате чего возможны недопустимые изменения в структуре и свойствах металла, или появление недопустимых дефектов;

5) при третьем по счету продлении срока службы паропровода после отработки им дополнительно назначенного ресурса, и после наработки 400 тысяч часов и более, если исследования на вырезках ранее не проводились.

Для паропроводов из стали мартенситного класса - при первичном продлении ресурса.

Вырезка из паропровода с последующим исследованием состояния металла также должна проводиться в случае, если это признано необходимым организацией, выполняющей продление ресурса паропровода в рамках ЭПБ;

б) следует вырезать участок паропровода, содержащий фрагменты прямой трубы и гиба, включая их сварное соединение. Вырезаемая катушка должна быть предварительно замаркирована таким образом, чтобы при последующей механической обработке была возможность идентификации металла прямой трубы и гиба;

в) при определении места вырезки должны быть одновременно учтены следующие факторы:

вырезка должна находиться на начальном по ходу пара участке паропровода;

если в составе паропровода присутствуют элементы с различными сроками эксплуатации, вырезку проводят из участка с максимальной наработкой;

гиб, часть которого входит в состав вырезанной пробы, должен иметь максимальную остаточную деформацию или (и) минимальную по сравнению с другими гибами толщину стенки, или (и) максимальный балл микроповрежденности металла.

Следует для определения места вырезки выполнять предварительный поверочный расчет на прочность от действия всех нагружающих факторов и учитывать фактические данные по результатам контроля, в том числе микроповрежденности металла;

г) в технически обоснованных случаях следует в вырезаемый для исследований участок паропровода включать также гнутую часть гиба. При этом выбор участка паропровода для вырезки и последующего исследования металла следует обосновывать результатами поверочного расчета на прочность паропроводной системы от совместного действия всех нагружающих факторов;

д) вырезку пробы (катушки) из паропровода разрешается выполнять огневым способом с последующим удалением механическим способом слоя металла от кромки реза шириной не менее 30 мм. Длина вырезанной катушки должна составлять не менее 500 мм. Сварной шов должен располагаться по центру вырезки;

е) вырезаемые из трубной заготовки образцы для механических и ударных испытаний следует размещать по периметру заготовки, то есть в окружном (поперечном) направлении. Образцы на длительную прочность, а также для испытаний сварных соединений, располагают вдоль оси трубной заготовки.

Металлографический анализ и исследования микроповрежденности металла выполняются по всей толщине стенки трубы;

ж) на металле вырезки из паропровода проводятся следующие исследования:

определяют химический состав металла (основного и сварного шва);

определяют содержание легирующих элементов в карбидах и при необходимости - типы карбидов (карбидный и фазовый анализы);

определяют твердость металла по толщине стенки трубы и по поперечному сечению сварного соединения, включая основной металл, зону термического влияния и металл шва;

проводят испытания на растяжение по определению механических свойств металла при комнатной и рабочей температурах и ударные испытания по определению ударной вязкости KCU и KCV при комнатной температуре и KCU - при рабочей температуре;

испытания образцов типа "Менаже" из сварного соединения на статический изгиб с определением удельной энергии на зарождение трещины (AЗ) и на ее развитие (AР) - факультативно;

исследования микроструктуры металла (включая степень сфероидизации перлита) по толщине стенки трубы и сварного соединения по его поперечному сечению;