ФНиП 535 Действует

147. Методы и объемы контроля при техническом диагностировании станционных питательных трубопроводов наружным диаметром более 75 мм приведены в таблице VIII.9.

Таблица VIII.9

117. Ресурс надежной эксплуатации труб поверхностей нагрева котла, работающих при 450 °C и выше, устанавливается при проведении планового обследования после наработки 50 тысяч часов - согласно пункту 125 ФНП (таблица VII.1, позиция 1) - с учетом результатов исследования состояния металла на вырезках в соответствии с пунктом 131 ФНП. Если при этом величина остаточного ресурса труб контролируемой поверхности нагрева превысит 50 тысяч часов, то данная поверхность нагрева допускается в дальнейшую эксплуатацию на 50 тысяч часов, по истечении которых должно быть проведено очередное обследование (с оценкой остаточного ресурса).

124. В настоящей главе ФНП приведены методы, объемы и периодичность эксплуатационного контроля металла основных элементов, включая сварные соединения, котлов и трубопроводов тепловых электростанций. При обозначении видов и методов контроля, типов сварных соединений применяются следующие сокращения:

ВИК - визуально-измерительный контроль;

ВТК - вихретоковый контроль;

ИВ - исследования металла вырезки;

МИ - металлографическое исследование;

МКП - исследование микроповрежденности;

МКТН - магнитный контроль тепловой неравномерности;

МПК (МПД) - магнитопорошковый контроль (дефектоскопия);

МФ - магнитная ферритометрия;

ПРПС - поверочный расчет на прочность и самокомпенсацию (паропровода);

РОПС - ревизия опорно-подвесной системы (паропровода);

ТВ - измерение твердости;

Тип 1 - стыковое сварное соединение трубы с трубой;

Тип 2 - стыковые сварные соединения с конструктивным концентратором напряжений: трубы с донышком коллектора, литой, кованой и штампованной деталью; продольные соединения штампосварных колен; тройниковые и штуцерные сварные соединения;

УЗК - ультразвуковой контроль;

УЗТ - ультразвуковая толщинометрия;

ЦД - контроль методом цветной дефектоскопии.

122. Назначенный ресурс элементов паропроводов из хромистых сталей мартенситного класса (10Х9МФБ и Х10CrMoVNb9-1) принимается равным расчетному ресурсу, указанному в паспорте на техническое устройство для данных групп элементов. При отсутствии в паспорте соответствующих указаний о назначенном ресурсе отдельных групп таких элементов он принимается равным 150 тысяч часов. Для тройниковых сварных соединений элементов из хромистых сталей, а также для композитных сварных соединений элементов из разнородных сталей мартенситного и перлитного классов назначенный ресурс принимается равным 100 тысяч часов.

Назначенный ресурс для коллекторов и паропроводов из хромистых сталей мартенситного класса (10Х9МФБ и Х10CrMoVNb9-1) и их сварных соединений, а также для барабанов из стали 15NiCuMoNb5 может уточняться в дальнейшем по мере накопления экспериментальных данных по свойствам металла и опыта эксплуатации.

123. Если приведенное в ФНП значение назначенного ресурса для конкретных групп элементов не совпадает с назначенным ресурсом, указанным в паспорте на техническое устройство для идентичных групп элементов, в качестве базового значения принимается наименьшая из этих двух величин.

173. Барабаны котлов после отработки назначенного (дополнительно назначенного) ресурса допускаются в дальнейшую эксплуатацию при условии выполнения следующих требований по оценке их состояния и работоспособности.

а) Техническое состояние барабана определяется на основании результатов диагностирования, включающего:

анализ технической и эксплуатационной документации;

неразрушающий контроль металла элементов и при необходимости исследования металла на вырезке;

анализ результатов контроля и исследований;

контрольный расчет на прочность и расчет циклической прочности (долговечности).

б) Неразрушающий контроль металла барабана проводится по типовой программе, представленной в пункте 136 ФНП, или по индивидуальной программе, разработанной на ее основе.

Необходимость проведения исследований металла на вырезке (пробке) из барабана устанавливает экспертная организация, выполняющая ЭПБ.

Основанием для таких исследований являются:

интенсивная повреждаемость металла по значительной площади поверхности в виде трещин и трещиноподобных дефектов;

отклонения твердости металла от установленных норм (подпункт "г" пункта 152 ФНП);

расслоения металла в листах обечаек или (и) днищ на существенной их площади;

иные причины, обуславливающие необходимость или целесообразность проведения исследований металла на вырезке.

в) Требования по отбору (вырезке) пробы металла (пробки) из барабана изложены в пункте 82 ФНП. Выбор места вырезки пробки осуществляется экспертным путем на основе анализа комплекса факторов:

сертификатных данных;

результатов предыдущих контролей металла барабана, включая измерения твердости;

динамики повреждаемости; геометрических характеристик элементов с учетом расположения сварных швов, отверстий и внутрибарабанных устройств.

Вырезанное под пробу отверстие в барабане не должно понижать его коэффициент прочности относительно проектной величины.

Изготовление из пробки образцов для проведения исследований осуществляется согласно пункту 87 ФНП.

г) Исследования металла барабана на вырезке включают:

определение химического состава;

металлографическое исследование, включая анализ микроструктуры и оценку загрязненности неметаллическими включениями;

определение твердости по толщине стенки барабана;

механические испытания с определением прочностных и пластических свойств металла при комнатной и рабочей температурах;

испытания на ударную вязкость;

определение критической температуры хрупкости металла.

Металлографическое исследование проводится по всей толщине стенки барабана (по всей высоте пробки). Для этих целей используется обрезок от края пробки, не задействованный для изготовления темплетов образцов на механические испытания.

д) Герметичность барабана после вырезки пробки восстанавливается заглушающим штуцером с донышком, устанавливаемым внутрь барабана для предотвращения образования в нем застойной зоны. Если пробка вырезается из верхней части обечайки барабана, допускается заглушающий штуцер устанавливать с наружной стороны барабана.

Конструкция и размеры штуцера с донышком обосновываются расчетом на прочность.

Технология вварки штуцера с заглушкой должна предусматривать полное проплавление стенки штуцера.

е) Контрольный расчет на статическую прочность барабана проводится в соответствии с требованиями НД с учетом фактических данных по геометрическим параметрам элементов (взаимному расположению сварных швов, систем отверстий, толщины стенки), условиям эксплуатации и результатам контроля и исследований металла (при наличии последних).

Обязательному расчету на прочность подлежат барабаны, подвергнутые ремонту: выборкам дефектных участков или выборкам с последующей заваркой.

ж) Для подтверждения возможности дальнейшей эксплуатации барабана после отработки назначенного ресурса выполняется расчет на циклическую прочность (долговечность) по критериям малоцикловой усталости металла с учетом воздействия коррозионного фактора.

з) Возможность, срок и условия продления эксплуатации барабана сверх назначенного (дополнительно назначенного) ресурса устанавливаются на основании результатов технического диагностирования, контрольных расчетов на статическую прочность, расчетов циклического ресурса и гидравлического испытания барабана.

и) При невыполнении условий циклической прочности по результатам расчета на малоцикловую усталость, барабан может быть допущен в дальнейшую эксплуатацию на ограниченный срок при условии реализации дополнительных (компенсирующих) мероприятий по контролю металла или снижению напряжений в барабане за счет ужесточения требований по ведению режимов (стационарных и нестационарных) работы котла.

к) Отработавший назначенный (или дополнительно назначенный) ресурс барабан может быть допущен к дальнейшей эксплуатации на срок не более 50 тысяч часов на основании положительных результатов контроля, исследований металла (если они проводились) и расчетов на прочность при соблюдении установленных требований НД, технической и эксплуатационной документации.

В отдельных обоснованных расчетами случаях допускается продление срока службы барабана после отработки назначенного ресурса (при первичном продлении) на срок более 50 тысяч часов.

Если по результатам оценки циклической долговечности барабана накопленная усталостная поврежденность металла превышает 0,8 (но составляет менее 1), срок продления эксплуатации барабана не должен превышать 30 тысяч часов.

128. Срок проведения контроля определяется достижением указанных в таблицах VII.1 - VII.3 наработки или количества пусков. При этом оба параметра (наработка и пуски) действуют независимо и срок контроля устанавливается по достижении более раннего из этих двух событий.

В случае обнаружения недопустимых дефектов в металле или сварных соединениях элементов оборудования при эксплуатационном контроле решение о необходимости и объеме дополнительного контроля принимает организация, выполняющая контроль; при необходимости привлекается специализированная научно-исследовательская или экспертная организация.

Допускается заменять контроль сварных соединений методом УЗК на радиографический контроль в том же объеме.

Допускается в дополнение к методам поверхностного контроля металла МПК (МПД) или ЦД применять травление.

По мере накопления опытных данных по длительной прочности металла и эксплуатационной надежности элементов из хромистых сталей мартенситного класса регламент контроля для них может быть уточнен.

перепускные трубопроводы с температурой эксплуатации 450 °C и выше;

коллекторы пароперегревателей с температурой эксплуатации 450 °C и выше;

литые детали с температурой эксплуатации 450 °C и выше;

крепежные детали М42 и более с температурой эксплуатации 450 °C и выше;

барабаны.

К ресурсным элементам относятся также поверхности нагрева (экранные и пароперегревательные), работающие при температуре 450 °C и выше. Для них ресурс устанавливается индивидуально по результатам проведенного обследования (ТД) и оценки фактического состояния металла, то есть по конкретному котлу с учетом его особенностей, условий эксплуатации и динамики повреждаемости.

Паропроводы, эксплуатирующиеся при температуре 450 °C

и выше

137. Изложенные в ФНП требования к методам и объемам контроля при техническом диагностировании станционных паропроводов и пароперепускных труб котлов и турбин диметром более 75 мм после выработки ими своего назначенного ресурса относятся к элементам из стали марок 12МХ (12ХМ), 15ХМ, 12Х1МФ (12ХМФ), 15Х1М1Ф, 10CrMo910, 10Х9МФБ (ДИ82) и Х10CrMoVNb9-1 (Р91).

К основным элементам паропроводов, определяющим их ресурс, относятся прямые трубы, гнутые, штампованные и штампосварные отводы (колена), кованые и штампованные тройники и переходы, литые детали (колена, тройники), сварные соединения.

Перед неразрушающим контролем металла элементов паропровода проводят ревизию всей трассы паропровода и его опорно-подвесной системы (РОПС). РОПС выполняют в горячем и холодном состояниях паропровода. Результаты РОПС используются в последующем для поверочного расчета на прочность и самокомпенсацию (ПРПС) паропроводной системы.

а) методами ВИК, УЗК и МПК (МПД) (ЦД) металла:

25% штампованных отводов;

25% штампосварных отводов, но не менее двух.

Контроль ведется по всей длине изогнутой части по всему периметру (окружности) сечения колена, то есть включая наружный, внутренний обводы и нейтральные зоны колена.

б) Методами УЗК и МПК (МПД) или (ЦД) сварных соединений (продольных) штампосварных отводов - на 100% отводов, контролю подвергаются оба сварных шва в полном (100%) объеме;

в) Ультразвуковой контроль толщины (УЗТ) стенки:

25% штампованных отводов;

100% штампосварных отводов.

Измерения толщины стенки проводят не менее чем в трех контрольных сечениях: в центральном (ось симметрии в плоскости колена) и по разные стороны от него примерно посредине между центральной частью и концом колена. В каждом контрольном сечении штампованного колена измерения проводят в четырех точках: наружный, внутренний обводы и нейтральные зоны.

В штампосварных коленах контроль толщины стенки в зонах продольных сварных соединений выполняют по обе стороны от шва, поэтому в каждом контрольном сечении будет по шесть точек измерения.

в) Анализ микроструктуры (МИ) и микроповрежденности (МКП) металла:

в зонах сварных соединений штампосварных отводов не менее чем на 50% (но не менее трех колен) каждого из типоразмеров. На каждом обследованном колене анализ проводится в центральной части на двух шлифах: по одному на каждое сварное соединение;

металл штампованных колен - одно из колен каждого типоразмера: в центральной части колена на двух диаметрально противоположных шлифах - на внутреннем и наружном обводах (независимо от марки стали изготовления).

Отводы из стали мартенситного класса в штампосварном исполнении - не применяются.

142. Требования к методам и объемам контроля литых деталей изложены в пункте 134 ФНП. Контроль кованых и штампованных деталей следует выполнять теми же методами и в тех же зонах, что и аналогичных литых деталей, но в уменьшенном в два раза объеме (за исключением штампованных колен, объем контроля которых приведен в пункте 140 ФНП).

VIII. НОРМЫ КОНТРОЛЯ И КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛА

Котлы

148. Для труб поверхностей нагрева химический состав, технологические дефекты, макроструктура, загрязненность неметаллическими включениями должны удовлетворять требованиям технических условий на поставку с учетом возможных изменений при длительной эксплуатации, а общее состояние металла должно удовлетворять следующим требованиям:

а) По результатам визуального контроля металла труб (в котле и на вырезке) не допускаются:

выход труб из ранжира на величину диаметра трубы и более;

равномерное увеличение наружного диаметра относительно номинального для труб из легированных марок сталей более чем на 2,5%, для труб из углеродистых сталей - более 3,5%;

отдулины и макротрещины.

б) По результатам металлографического контроля не допускаются:

микротрещины;

коррозия по периметру зерен (межкристаллитная коррозия) на глубину 0,3 мм и более в металле на наружной поверхности труб из стали 12Х18Н12Т;

сульфидно-оксидная коррозия на наружной поверхности труб из перлитных сталей на глубину 0,1 мм и более в металле;

обезуглероженный слой глубиной более 0,2 мм.

а) На наружной и внутренней поверхностях коллекторов не допускаются:

трещины всех видов и протяженные трещиноподобные (длина в 10 раз больше ширины) дефекты;

несплошности (дефекты) округлой формы с размером по поверхности более толщины стенки трубы или более 20 мм и глубиной более 3 мм;

продольные риски глубиной более 10% от толщины (S) стенки или более 2,5 мм при S > 25 мм.

б) Прогиб коллектора не должен превышать 20 мм на 1 м длины и 100 мм по всей длине между опорами.

в) Качество стыковых и штуцерных сварных соединений по результатам неразрушающего контроля - согласно пунктам 156 - 158 ФНП.

г) Твердость металла коллекторов должна находиться в пределах следующих рекомендуемых диапазонов:

для стали марки 20 - от 120 до 180 HB; для стали 15ГС (16ГС) - от 120 до 200 HB;

для стали марки 12МХ и 10CrMo910 - от 120 до 190 HB;

для стали марок 15ХМ, 12Х1МФ и 15Х1М1Ф - от 130 до 210 HB;

для мартенситных сталей 10Х9МФБ и Х10CrMoVNb9-1 - от 190 до 255 HB.

Для перлитных сталей отклонения по твердости металла следует считать критичными, если минимальное ее значение меньше нижней границы соответствующего данной марки стали рекомендованного диапазона на 10%, а максимальное значение больше его верхней границы на 15% от среднего (медианного) значения твердости данного диапазона.

Для мартенситных сталей указанные отклонения не должны превышать 5 и 10% относительно нижней и верхней границ соответственно от величины среднего значения рекомендованного диапазона твердости.

Если твердость металла не укладывается в рамки рекомендуемого диапазона, но не выходит за границы критических значений, требуется предусмотреть компенсирующие мероприятия.

д) Для коллекторов из углеродистой или молибденовой (15М, 16М) стали графитизация не должна превышать балл 2 стандартной шкалы (приложение N 1 к ФНП).

е) Для коллекторов из теплоустойчивой стали перлитного класса, работающих в условиях ползучести, микроповрежденность металла не должна превышать балл 4 стандартной шкалы (приложение N 3 к ФНП).

Для коллекторов из хромистой стали мартенситного класса микроповрежденность не должна превышать балл 3 шкалы (приложение N 8 к ФНП).

150. Требования к качеству и критерии оценки состояния пароперепускных труб, работающих при температуре 450 °C и выше, соответствуют аналогичным требованиям к трубам паропроводов, установленным в пункте 153 данной главы ФНП.

Состояние металла литых деталей, работающих при температуре 450 °C и выше, должно удовлетворять следующим условиям:

качество поверхности и макроструктура должны соответствовать требованиям технических условий на отливки;

твердость металла должна удовлетворять требованиям технических условий на поставку. При отсутствии таких данных твердость металла литых деталей должна составлять не менее 0,8 от нижней границы диапазона твердости для аналогичной марки стали катаных, кованых и штампованных деталей согласно нормам ФНП;

в микроструктуре металла не допускаются поры размером более 5 мкм.

154. Должны выполняться следующие требования к качеству металла центробежнолитых труб из стали 15Х1М1Ф паропроводов горячего промперегрева:

а) химический состав, технологические дефекты, неметаллические включения, микроструктура, геометрические размеры должны удовлетворять требованиям технических условий на поставку с учетом допускаемых после длительной эксплуатации изменений.

По результатам анализа макроструктуры ликвационная полосчатость не должна занимать более половины площади поперечного сечения стенок труб;

б) микроструктура металла с ликвационными зонами, соответствующая V баллу шкалы (приложение N 11 к ФНП), считается браковочной. Для металла труб с ликвационными зонами, микроструктура которого соответствует IV (б) баллу шкалы указанного приложения, условием допуска к эксплуатации является удовлетворительный уровень ударной вязкости (KCU 0,4 МДж/м2) и кратковременной пластичности ( δ ≥ 16%; Ψ ≥ 45%) при комнатной температуре, установленный на образцах, вырезанных из зоны ликвации.

Микроповрежденность металла в зонах с ликвационной структурой и вне ее не должна превышать 5-й балл шкалы микроповрежденности (приложение N 4 к ФНП);

в) после 100 тысяч часов эксплуатации допускается снижение кратковременной прочности при комнатной температуре: временного сопротивления разрыву - до 430 МПа; предела текучести - до 215 МПа.

Значения ударной вязкости и кратковременной пластичности при комнатной температуре должны составлять не менее: KCU δ- 0,4 МДж/м2; Ψ - 16%; - 45%.

Предел длительной прочности стали на базе 105 и 2 · 105 ч не должен отклоняться более чем на 20% в меньшую сторону по сравнению со средними значениями данной характеристики согласно техническим условиям;

г) минимальный уровень длительной пластичности должен быть не ниже 10% по результатам испытания образцов до разрушения на базе, условно соответствующей сроку эксплуатации паропровода;

д) предельным состоянием металла центробежнолитых труб паропроводов, при котором дальнейшая эксплуатация их не допустима, является появление в них микротрещин, образовавшихся в результате слияния пор ползучести под влиянием температурно-временных и силовых факторов, а также наличие в одном поле зрения микроскопа при 50 - 100-кратном увеличении более трех технологических (междендритных) микротрещин каждая протяженностью 0,5 мм и более;

е) требования к качеству сварных соединений центробежнолитых труб должны соответствовать пунктам 156 - 158 ФНП.

163. При проведении технического диагностирования (и ЭПБ) технических устройств, в составе которых имеются элементы (группы элементов) с назначенным ресурсом (сроком службы), превышающим назначенный ресурс (срок службы) самого технического устройства, экспертная организация, осуществляющая ТД и ЭПБ, определяет необходимость и объем технического диагностирования указанных групп элементов на основе анализа их состояния и ресурсных характеристик с учетом объемов и результатов предшествующего эксплуатационного контроля данных элементов (если он проводился).

Данное положение для указанных элементов распространяется также на процедуру повторного продления срока эксплуатации технического устройства, если срок его очередного ТД и ЭПБ не совпадает со сроками поэлементного технического диагностирования.

162. Для технических устройств, в конструкции которых присутствуют элементы (группы элементов), имеющие назначенный ресурс (срок службы) меньше назначенного ресурса (срока службы) самого технического устройства, требуется проведение технического диагностирования и продление ресурса поэлементно (по этим группам элементов), по мере достижения ими своих назначенных ресурсов.

Данное положение распространяется также на ситуацию, когда срок продления ресурса указанных групп элементов не совпадает со сроком исчерпания техническим устройством исходного назначенного ресурса или назначенного ресурса, установленного экспертной организацией по результатам технического диагностирования (в рамках ЭПБ).

В указанных ситуациях по результатам технического диагностирования групп элементов оформляется акт в виде технического отчета (заключения), к разработке которого следует привлекать экспертную организацию.

IX. ПРОДЛЕНИЕ СРОКА СЛУЖБЫ ОБОРУДОВАНИЯ ПОСЛЕ ОТРАБОТКИ

НАЗНАЧЕННОГО РЕСУРСА (СРОКА СЛУЖБЫ)

Общие требования

159. Процедура технического диагностирования и продления назначенного ресурса (срока службы) оборудования проводится в объеме экспертизы промышленной безопасности согласно требованиям ФНП ЭПБ, и решение о продлении ресурса (срока службы) принимается на основании вывода экспертной организации о соответствии или несоответствии объекта экспертизы требованиям промышленной безопасности.

161. Процедура продления срока эксплуатации оборудования после исчерпания назначенного ресурса (срока службы) в зависимости от фактического состояния металла может выполняться неоднократно, и при каждом очередном продлении будет устанавливаться новый дополнительно назначенный ресурс (срок службы) оборудования.