ФНиП 535 Действует

Таблица IX.1

а) для штампованных колен и стыковых сварных соединений равными назначенному ресурсу прямых труб соответствующих паропроводов;

б) для литых деталей корпусов арматуры и литых тройников, колен, переходов, работающих при температуре эксплуатации 450 °C и выше, независимо от марки стали - 250 тысяч часов;

в) для штампосварных колен - 100 тысяч часов;

г) для штампованных (с вытянутой горловиной) и кованых тройников равными назначенному ресурсу прямых труб соответствующего типоразмера, принимая в качестве такового исполнительный размер коллекторной части тройника;

д) для центробежнолитых (ЦБЛ) труб - 100 тысяч часов, за исключением ЦБЛ труб типоразмером 630 x 25 мм, работающих при параметрах 545 °C и 2,5 МПа; для последних составляет - 150 тысяч часов;

е) для элементов паропроводов из углеродистой стали, работающих при температурах от 390 до 450 °C, - 150 тысяч часов.

Назначенный ресурс стыковых сварных соединений, состоящих из элементов с разной толщиной (в том числе, соединения труб с литыми, коваными деталями), а также переходов (штампованных, точеных, обжатых) принимается равным наименьшему из двух величин назначенного ресурса присоединяемых труб (элементов). Назначенный ресурс тройниковых сварных соединений устанавливается индивидуально. Целесообразно для этого привлекать специализированную научно-исследовательскую организацию.

а) В гнутых отводах (гибах) приведенные напряжения рассчитывают для растянутой зоны (наружного обвода) гиба; в штампованных и литых коленах - для растянутой и сжатой зон (наружный и внутренний обводы).

Для штампосварных колен расчетная зона определяется расположением продольных сварных швов (приведенные напряжения рассчитывают либо для растянутой и сжатой зон, либо для нейтральной зоны).

б) При определении коэффициентов формы гибов для расчета приведенных напряжений используют максимальное значение овальности по результатам измерений, но не менее 6%.

Для штампованных, литых и штампосварных колен овальность принимают равной 2%.

в) В расчетах используют минимальную фактическую толщину стенки Sf по результатам УЗТ. Если Sf превышает номинальную толщину стенки элемента, расчет ведется по номинальной толщине стенки с учетом только эксплуатационной компенсирующей прибавки.

г) При вычислении приведенных напряжений в сварных тройниках расчетный коэффициент прочности φp принимают равным минимальному значению из коэффициента прочности за счет ослабления детали отверстием φd (с учетом укрепления) и коэффициента прочности штуцерного сварного соединения φω :

д) Коэффициент прочности продольных сварных соединений штампосварных колен и штуцерных сварных соединений тройников принимают равным:

при расчетной температуре до 530 °C - не более 0,8;

при расчетной температуре 530 °C и выше - не более 0,7, а для сталей 15Х1М1Ф, 10Х9МФБ и Х10CrMoVNb9-1 - не более 0,65.

е) Для стыковых сварных соединений ресурсоопределяющими являются эквивалентные напряжения, расчет которых выполняют с учетом совместного действия полного комплекса нагружающих факторов, включая весовые нагрузки и усилия от компенсации тепловых перемещений.

В качестве расчетного эквивалентного напряжения для последующего определения индивидуального или остаточного ресурса сварных соединений принимают его значение, соответствующее наиболее напряженному сечению.

172. Продление ресурса (срока службы) литых деталей с DN100 и более должно проводиться при выполнении следующих основных требований.

а) Процедура диагностирования и продления ресурса литых деталей включает:

анализ режимов эксплуатации котла и результатов контроля, а также ремонта литых деталей за весь предшествующий период работы;

анализ результатов неразрушающего контроля и исследований состояния металла (если последние проводились) по данным текущего обследования;

определение эквивалентной температуры эксплуатации и эквивалентной наработки по температуре перегретого пара - на выходе из котла;

контрольный расчет на прочность с оценкой индивидуального ресурса деталей;

обобщающий анализ результатов обследования и установление дополнительного назначенного ресурса литых деталей котла.

Необходимость отбора проб из литых деталей для проведения металлографического анализа, включая микроповрежденность металла, определяет экспертная организация, выполняющая ЭПБ.

б) Эквивалентную температуру за котлом и соответствующую эквивалентную наработку определяют в соответствии с пунктом 178 ФНП. Эти характеристики применимы только для деталей, расположенных за выходными коллекторами последних ступеней перегрева.

в) Величину расчетного индивидуального ресурса определяют путем сопоставления приведенного напряжения с допускаемыми напряжениями при расчетной температуре, соответствующими двум смежным (кратным 105 ч) значениям ресурса, одному из которых отвечает допускаемое напряжение, меньшее рассчитанного приведенного напряжения, а другому - большее. При этом допускается использовать принцип линейной интерполяции. Экстраполяция допускаемых напряжений разрешается не более чем на 30 тысяч часов.

г) При определении допускаемых напряжений при расчетной температуре и заданных величинах ресурса по известным их значениям для деформированного металла: катаного, кованого, штампованного - требуется умножать указанные значения допускаемых напряжений на коэффициент 0,75.

д) Если литая деталь подвергалась ремонту с выборкой дефектного металла или с выборкой и последующей ее заваркой, в расчетах следует учитывать данный фактор. Наличие выборки учитывают местным ослаблением (уменьшением) расчетного сечения и при необходимости учетом концентрации напряжений. Ремонтная заварка учитывается введением в расчетные формулы коэффициента снижения прочности , величина которого зависит от технологии (условий) ремонтной заварки, температуры эксплуатации и фактической наработки изделия.

Ремонтные заварки на литых коленах не допускаются.

е) Остаточный ресурс дальнейшей эксплуатации литых деталей, расположенных на промежуточных участках парового тракта котла, при продлении срока службы на расчетные параметры определяют по формуле (8) в соответствии с подпунктом "д" пункта 170 ФНП.

Остаточный ресурс дальнейшей эксплуатации литых деталей, расположенных на участках парового тракта котла за выходными коллекторами последних ступеней перегрева, при продлении срока службы на расчетные параметры определяют по формуле (7), указанной в подпункте "г" пункта 170 ФНП.

ж) Отработавшие назначенный или дополнительно назначенный срок (ресурс) литые детали могут быть допущены к дальнейшей эксплуатации на основании удовлетворительных результатов контроля и расчетов на прочность при расчетных параметрах на срок не более 50 тысяч часов.

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

Если по результатам расчетов на прочность нормативный коэффициент запаса прочности на планируемый срок продления эксплуатации деталей не соблюдается, допускается продление этих деталей на ограниченный срок при пониженном коэффициенте запаса прочности при условии отсутствия недопустимых дефектов в металле по результатам контроля. В этих случаях коэффициент запаса прочности на конец планируемого срока продления эксплуатации должен быть не ниже 1,35, а собственно срок продления службы изделия не должен превышать 30 тысяч часов.

а) Вырезку пробы основного металла в виде катушки или пробки совмещают с вырезкой сварного стыка или отбором пробки сварного соединения:

катушка вырезается из паропровода с помощью газовой резки: ацетилено-кислородной или смеси любого горючего газа с кислородом. Длина вырезаемого трубного элемента (включающего две ЦБЛ трубы) с кольцевым сварным швом посередине должна составлять не менее 650 мм;

пробка из действующего паропровода вырезается только механическим способом: фрезерованием, высверливанием. Она должна быть диаметром не менее 120 мм с последующей приваркой глухого штуцера в сварное соединение паропровода. Технология приварки глухого штуцера (DN 100) в отверстие, полученное при вырезке пробки в сварном соединении паропровода, должна соответствовать требованиям НД.

б) При исследовании основного металла ЦБЛ труб определяются:

химический и карбидный составы по сечению стенки трубы;

кратковременные механические свойства при комнатной и рабочей температурах;

критическая температура хрупкости (при необходимости);

состояние макро- и микроструктуры по сечению стенок труб;

микроповрежденность основной и ликвационной структуры порами с определением объемной доли пор;

жаропрочные свойства (при необходимости).

в) Макроструктурный анализ проводится на темплетах по всему поперечному сечению стенок труб для фиксирования ликвационной полосчатости и визуального выявления макронесплошностей технологического происхождения.

г) Микроструктурный анализ (включая микроповрежденность) проводится на шлифах поперечного сечения стенок труб как в зонах с основной структурой, так и в ликвационной зоне, примыкающей, главным образом, к внутренней поверхности трубы, с целью выявления степени развития ликвационных структур и фиксирования микродефектов технологического происхождения, а также оценки микроповрежденности металла.

д) Образцы для механических испытаний вырезают из зон металла, примыкающих к внутренней поверхности труб.

е) При исследовании сварного соединения на вырезке определяют:

твердость основного металла, зоны термического влияния (ЗТВ) и металла шва соединения в трех продольных сечениях (по трем линиям) на шлифе поперечного сечения стыка;

кратковременные механические свойства при комнатной и рабочей температурах по результатам испытаний образцов на растяжение и образцов с надрезом "Менаже" и "Шарпи" на ударный изгиб (надрез наносится по зоне сплавления и по металлу шва);

химический состав металла шва и при необходимости дополнительно основного металла и карбидный анализ металла этих зон;

качество зон сварного соединения по результатам металлографического анализа трех макрошлифов поперечного сечения;

микроструктуру и микроповрежденность зон сварного соединения по результатам металлографического исследования двух микрошлифов поперечного сечения;

жаропрочные свойства (при необходимости).

ж) При исследовании фрагмента сварного соединения (пробки), вырезанного из действующего паропровода, определяют:

твердость металла зон сварного соединения;

химический состав металла шва (и основного металла);

макро- и микроструктуру с оценкой микроповрежденности металла зон сварного соединения.

184. Продление срока службы паропровода после отработки назначенного (дополнительно назначенного) ресурса, основанное на положительных результатах технического диагностирования и расчетных оценок остаточного ресурса, должно обеспечить безопасность его дальнейшей эксплуатации в течение установленного срока продления с учетом следующих положений:

а) Если по условиям прочности или (и) результатам оценки остаточного ресурса для отдельных элементов паропровода не выдерживаются регламентированные ФНП коэффициенты запаса прочности при продлении эксплуатации на расчетных параметрах пара, допускается выполнять продление ресурса паропровода на пониженных параметрах.

При этом основанием для снижения параметров являются результаты расчета на прочность от внутреннего давления и соответствующего расчета ресурса. При невыполнении условий прочности по результатам поверочного расчета на весовые нагрузки и самокомпенсацию паропровода должны быть проведены мероприятия по снижению эквивалентных напряжений в паропроводе до допустимого уровня путем наладки системы креплений с устранением выявленных при ревизии дефектов.

В случае невозможности выполнения необходимых мероприятий в текущий ремонт, при котором осуществляется обследование, они могут быть перенесены на срок не более 25 тысяч часов при условии дополнительного контроля сварных соединений и гибов с наибольшими эквивалентными напряжениями по результатам вышеуказанного поверочного расчета.

б) При отклонениях трассы паропровода или выявленных нарушениях в его опорно-подвесной системе по отношению к проекту и исполнительной схеме необходим поверочный расчет на прочность и самокомпенсацию паропроводной системы, по результатам которого формируются конкретные рекомендации по исправлению выявленных дефектов и отклонений и переналадке опорно-подвесной системы.

Для указанных случаев приведение трассы паропровода в проектное состояние без поверочных расчетов на прочность и самокомпенсацию и без переналадки ОПС является недопустимым.

в) Отработавший назначенный или дополнительно назначенный ресурс паропровод может быть допущен к дальнейшей эксплуатации при расчетных или пониженных параметрах на срок не более 50 тысяч часов на основании положительных результатов контроля, исследований состояния металла и расчетных оценок ресурса при соблюдении установленных требований НД, технической и эксплуатационной документации.

В отдельных обоснованных случаях допускается продление эксплуатации паропровода после отработки назначенного ресурса (первичное продление) на срок более 50 тысяч часов.

г) Продление срока эксплуатации паропровода на основании результатов ТД и расчетов ресурса следует оформлять на весь паропровод в целом, а не на отдельные его элементы или блоки. Назначение разных величин остаточного ресурса индивидуально для каждого элемента (или групп элементов) паропровода при продлении его эксплуатации не следует.

При необходимости по результатам эксплуатационного контроля и анализа условий эксплуатации допускается назначать для отдельных групп элементов паропровода промежуточный контроль, включая анализ микроповрежденности металла, до выработки паропроводом установленного остаточного ресурса.

а) Для сварных соединений трубопроводов и коллекторов из углеродистой стали 20 и молибденовый стали (15М и 16М), работающих при температуре 390 °C и более (но не выше 450 °C), графитизация в зонах сварного соединения не должна превышать балла 2 по шкале графитизации (приложение N 1 к ФНП).

б) Для сварных соединений трубопроводов и коллекторов из сталей перлитного класса 12Х1МФ и 15Х1М1Ф, работающих при температуре 450 °C и выше, стадия микроповрежденности металла в ЗТВ соединений не должна превышать балл III согласно структурным шкалам микроповрежденности (приложение N 5 (для стали 12Х1МФ) и приложение N 6 (для стали 15Х1М1Ф) к ФНП).

в) Для сварных соединений трубопроводов и коллекторов из сталей мартенситного класса 10Х9МФБ (ДИ82) и Х10CrMoVNb9-1 (Р91) стадия микроповрежденности металла в ЗТВ соединений не должна превышать балл III согласно шкале микроповрежденности (приложение N 8 к ФНП).

г) Для разнородных сварных соединений трубопроводов и коллекторов из сталей перлитного и мартенситного классов микроповрежденность металла не должна превышать балла II согласно структурным шкалам микроповрежденности (приложение N 9 (хромистые сварочные материалы 10Х9М1Ф/CrMo91) и приложение N 10 (перлитные сварочные материалы 09Х1МФ) к ФНП).

Приложение N 1

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 ГРАФИТИЗАЦИИ (ПРИ 500-КРАТНОМ УВЕЛИЧЕНИИ МИКРОСКОПА)

166. Конкретный порядок и методику расчета оборудования на прочность, включая оценку несущей способности, ресурса, циклической (усталостной) долговечности, определяет экспертная организация, осуществляющая ТД и ЭПБ технического устройства, с учетом требований в этой части соответствующих НД и ФНП. Используемые в расчетах служебные свойства металла должны гарантировать надежную и безопасную работу оборудования на весь период планируемого срока продления эксплуатации.

Результаты расчета должны подтверждать, что при эксплуатации оборудования на установленных параметрах в течение всего периода продленного срока службы обеспечивается соблюдение запасов прочности, указанных в соответствующих ИД и в настоящей главе ФНП.

а) Твердость металла шва должна составлять:

- для соединений перлитных сталей (сварочный материал 09Х1МФ) в диапазоне 140 ÷ 240 HB (до 250 HV);

- для соединений мартенситных сталей (в том числе разнородных с перлитными сталями) в диапазоне 225 ÷ 280 HB.

б) Временное сопротивление разрыву при испытании на растяжение однородных сварных соединений должно быть не ниже минимального регламентированного значения этой характеристики для основного металла, а при испытании разнородных сварных соединений - не ниже минимального регламентированного значения временного сопротивления менее прочной из сваренных сталей.

в) Минимальное значение ударной вязкости на образцах с круглым надрезом ("Менаже") должно быть не менее 0,40 МДж/м2 (4,0 кгс·м/см2), а с острым надрезом - не менее 0,25 МДж/м2 (2,5 кгс·м/см2), независимо от класса свариваемых сталей.

анализ технической, эксплуатационной документации и разработку при необходимости программ контроля на основании требований и положений главы VII ФНП;

проведение неразрушающего и разрушающего (при необходимости) контроля элементов оборудования;

анализ результатов неразрушающего контроля металла и сварных соединений и результатов исследования металла по данным разрушающего контроля;

расчет на прочность с оценкой остаточного ресурса и (или) остаточного срока службы или (и) при необходимости циклической долговечности;

обобщающий анализ результатов контроля, исследования металла и расчетов на прочность с оценкой на его основе текущего технического состояния оборудования и установлением нового назначенного (дополнительного назначенного) ресурса или срока службы.

При проведении ТД и ЭПБ допускается привлекать к работам по неразрушающему и (или) разрушающему контролю специалистов или (и) лаборатории, состоящих в штате или структуре эксплуатирующей организации, или владельца оборудования, при условии соответствия квалификационного уровня специалистов и лаборатории профилю выполняемых работ и виду оборудования.

179. Величину индивидуального или остаточного ресурса для металла труб и гибов определяется из следующего соотношения гарантированных характеристик длительной прочности, представляющего собой преобразованное параметрическое уравнение:

где Ʈ - индивидуальный ресурс,

T - используемая в расчете температура, К;

n - коэффициент запаса прочности;

σ - приведенное напряжение, МПа;

a - постоянная, зависящая от марки стали.

Постоянная a для паропроводных марок стали перлитного класса принимается равной:

для стали 12МХ - 25,0;

для стали 15ХМ - 25,0;

для стали 12Х1МФ - 24,88;

для стали 15Х1М1Ф - 25,2.

Коэффициенты Ai полинома шестой степени в соотношении (13) для паропроводных сталей перлитного класса приведены в нижеследующей таблице X.1.

Таблица X.1

Коэффициент запаса прочности при расчете принимается равным 1,5 (n = 1,5). При наличии фактических данных по характеристикам длительной прочности металла паропровода на время отработки им назначенного или дополнительно назначенного ресурса допускается принимать значение коэффициента запаса прочности ниже 1,5, но в любом случае оно должно быть не менее 1,3.

182. При определении ресурсных характеристик элементов паропровода с использованием расчетных приведенных напряжений коэффициент запаса прочности принимается равным нормативному значению 1,5. В случае принятия пониженных коэффициентов запаса прочности при наличии удовлетворительных данных по длительной прочности металла, полученных в результате соответствующих испытаний на вырезках, они должны быть не менее следующих значений:

1,30 - для паропроводов из перлитных сталей с давлением пара до 14,0 МПа, за исключением паропроводов горячего промперегрева;

1,35 - для паропроводов из перлитных сталей энергоблоков СКД и всех паропроводов горячего промперегрева из перлитных сталей;

1,45 - для паропроводов из хромистых сталей мартенситного класса.

При расчете ресурсных характеристик штампосварных колен снижение коэффициента запаса прочности относительно нормативного значения не допускается.

183. Расчет остаточного ресурса элементов паропровода при продлении срока службы проводится следующим образом.

а) Продление ресурса выполняется на расчетные параметры эксплуатации следующими способами:

1) Определяют эквивалентную наработку Ʈэ по подпункту "а" пункта 178 ФНП при приведенной температуре, равной расчетной температуре: Tпр = Tр.

Определяют индивидуальный ресурс ( Ʈрт ) при работе на расчетной температуре и расчетном давлении по соотношению (13) или согласно пункту 180 ФНП.

Остаточный ресурс (Ʈор ) при последующей эксплуатации на расчетных параметрах определяется в соответствии с формулой (7):

2) Определяют эквивалентную температуру (Tэкв) и эквивалентное давление ( pэ) за предшествующий срок эксплуатации ( Ʈф ) по подпунктам "б", "в" пункта 178 ФНП.

Определяют индивидуальный ресурс для условий работы при эквивалентных температуре и давлении ( Ʈэт ) по уравнению (13) или согласно пункту 180 ФНП.

Определяют степень выработки ресурса металла (D) за фактическое время работы ( Ʈф ) по соотношению:

Определяют индивидуальный ресурс (Ʈрт ) при работе на расчетных параметрах (по уравнению (13) или согласно пункту 180 ФНП).

Остаточный ресурс при последующей эксплуатации на расчетных параметрах (Ʈор ) определяется выражением:

б) Продление ресурса выполняется на эквивалентные (или весьма близкие к ним) параметры эксплуатации.

Определяют эквивалентную температуру и эквивалентное давление за предшествующий срок эксплуатации по подпунктам "б", "в" пункта 178 ФНП.

Определяют индивидуальный ресурс при работе на эквивалентных параметрах ( Ʈэт ) по соотношению (13) или согласно пункту 180 ФНП.

Остаточный ресурс при последующей эксплуатации на эквивалентных параметрах ( Ʈоэ ) определяется:

в) Продление ресурса осуществляется на разрешенные (установленные) параметры, отличные от расчетных и эквивалентных параметров.

Для этого расчетного случая определение остаточного ресурса выполняется аналогично ранее указанному в подпункте "а" настоящего пункта ФНП, с учетом следующих изменений:

1) Эквивалентная наработка (Ʈэ= Ʈэу) рассчитывается для приведенной температуры Ʈпр, равной установленной (разрешенной) температуре Ʈу: Ʈпр = Ʈу;

Индивидуальный ресурс (Ʈут ) рассчитывается для установленной температуры и установленного давления;

Остаточный ресурс (Ʈоу ) при последующей эксплуатации на установленных параметрах составляет:

2) Этапы расчета вплоть до определения параметра степени выработки ресурса (D) включительно остаются без изменений: D=Ʈф/ Ʈэт;

Рассчитывается индивидуальный ресурс для установленных параметров эксплуатации Ʈут (см. выше);

Остаточный ресурс ( Ʈоу ) при последующей работе на установленных параметрах составляет:

г) Следует при определении остаточного ресурса на расчетные и установленные параметры дальнейшей эксплуатации применять оба приведенные выше варианта расчета.

Решение о назначении ресурса продления эксплуатации паропровода принимается с учетом результатов расчета по обоим вариантам и данных по фактическому состоянию металла согласно результатам технического диагностирования.

187. Продление срока эксплуатации питательных трубопроводов сверх назначенного срока службы выполняется по следующему алгоритму: