СП 512.1325800.2022 Действует

- избыточное давление газа в резервуаре, которое должно нарастать за счет испарения сжиженного газа в результате теплопритока;

- температуру жидкой и газообразной фаз.

Время испытания Тисп должно быть не менее 1,5 ч.

8.4.10.2 Протокол испытаний – значения давления и температуры газа в начале и в конце испытания – используется как исходные данные для расчета интегрального теплового потока за время испытания через всю поверхность ИР – стенку, крышу и днище.

8.4.10.3 Массу газа в резервуаре M определяют по уравнению состояния газа Ван дер Ваальса:

, (8.1)

где Р – абсолютное давление, Па;

М – масса, г;

V – объем газа, м3, который определяется как разность между полным объемом резервуара вместе с объемом цилиндрической части и купольной крыши и объемом, занимаемом жидкостью;

Т – температура газа, К;

a, b – параметры, рассчитываемые по характеристикам газа, указанным в

таблице 8.1;

R – универсальная газовая постоянная, принимается равной 8,314 Дж/(моль ∙ К);

μ – грамм-молекулярная масса.

Параметры a, Па∙м6/моль2, и b, м3/моль, уравнения Ван дер Ваальса определяют через критическое давление Ркр и критическую температуру Ткр по формулам:

, (8.2)

. (8.3)

8.4.10.4 Массу газа по формуле (8.1) определяют в начале и в конце испытания. На основании полученных результатов определяют приращение массы газа ΔМ и количество тепла, необходимое для испарения ΔМ сжиженного газа.

Примечание – Так как уравнение Ван дер Ваальса нелинейно относительно массы газа, то определить приращение массы, подставив в уравнение приращение давления, нельзя.

Таблица 8.1 – Физические характеристики некоторых газов

Таблица 8.1Газ | Хими-ческая форму-ла | Молярная масса μ | Темпе-ратура кипе-ния, оС | Удель-ная теплота парооб-разова-ния r, кДж/кг | Крити-ческая темпе-ратура Ткр, К | Крити-ческое давле-ние Ркр, МПа | Параметры уравнения Ван дер Ваальса | | | | | | | a, Па∙м6/моль2 | b*∙105, м3/моль Азот | N2 | 28,02 | –195,7 | 199 | 126 | 3,39 | 0,1365 | 3,86 Аммиак | NH3 | 17,03 | –33,4 | 1370 | 405,3 | 11,35 | 0,422 | 3,71 Водород | H2 | 2,0 | –252,8 | 454 | 33,1 | 1,29 | 0,0248 | 2,67 Кислород | O2 | 16,0 | –183 | 213 | 154,6 | 5,07 | 0,137 | 3,17 Метан | CH4 | 16,04 | –161,7 | 510 | 190,4 | 4,60 | 0,230 | 4,30 Этилен | C2H4 | 28,05 | –103,7 | 482 | 282,4 | 5,02 | 0,463 | 5,84 Этан | C2H6 | 30,07 | –88,6 | 488 | 305,4 | 4,89 | 0,556 | 6,49 Пропан | C3H8 | 44,1 | –42,1 | 431,7 | 369,8 | 4,26 | 0,936 | 9,02 Дивинил | C4H6 | 54,1 | –4,41 | 415,3 | 434,8 | 4,32 | 1,276 | 10,46 Бутен-1 | C4H8 | 56,1 | –6,27 | 393,4 | 419,6 | 4,03 | 1,274 | 10,82 Изобутен | i-C4H8 | 56,1 | 3,71 | 417,1 | 417,9 | 4,00 | 1,273 | 10,86 Изобутан | i-C4H10 | 58,1 | –11,7 | 366,6 | 408,1 | 3,65 | 1,331 | 11,62 n-Бутан | n-C4H10 | 58,1 | –0,5 | 386,2 | 425,2 | 3,80 | 1,387 | 11,63 Углекислый газ | CO2 | 44,01 | –56,6 | 379,5 | 304,1 | 7,39 | 0,365 | 4,276 Хлор | Cl2 | 35,5 | –34,5 | 288 | 417 | 7,7 | 0,658 | 5,63 * Значение параметра b следует умножить на 10–5.

8.4.10.5 Требование к теплоизоляции ИР устанавливают техническим заданием на проектирование ИР в виде максимально допускаемого испарения массы сжиженного газа в сутки Мдоп в процентах при расчетной температуре окружающей среды Твр или в виде максимально допускаемого теплопритока Qдоп, кВт.

8.4.10.6 Теплоприток в резервуар за время испытания, Дж, расходуется на нагревание массы жидкости Мж, нагревание массы газа Мг и испарение жидкости, т. е. увеличение массы газа на величину ΔМг, и определяется по формуле

, (8.4)

где cvг, cvж – теплоемкость газа и жидкости при постоянном объеме;

ΔTг, ΔTж – изменение температуры газа и жидкости за время испытания, (.

8.4.10.7 Разделив теплоприток Q в джоулях на время испытания в секундах, получают фактический теплоприток в ваттах.

8.4.10.8 Теплоизоляция удовлетворяет требованиям проекта при выполнении условия

, (8.5)

где Твф – температура окружающего воздуха при испытании;

Твр – расчетная температура окружающего воздуха, принятая при проектировании теплоизоляции;

Тж – температура хранимого в ИР сжиженного газа.

При невыполнении этого условия требуется путем анализа прочих, полученных при обследовании ИР факторов (результатах тепловизионного обследования и пр.), установить причину несоответствия теплоизоляции проекту и разработать мероприятия по исправлению ситуации.

8.4.11 Результаты обследования теплоизоляции ИР оформляются заключением с приложением результатов лабораторных исследований, схем привязки мест отбора проб, а также описанием фактической конструкции теплоизоляции. Заключение входит в состав приложений к заключению о техническом состоянии ИР.

8.5 Диагностирование технологического оборудования изотермических резервуаров

8.5.1 Диагностирование технологического оборудования ИР предполагает выполнение комплекса следующих работ:

- проверка соблюдения норм технологического режима по показаниям КИПиА и записям в рапортах в период после предыдущего полного технического диагностирования ИР;

- выборка данных об уровне хранимого продукта в ИР по рапортам за период после предыдущего полного технического диагностирования ИР;

- проверка наличия третьего указателя уровня хранимого продукта в ИР;

- проверка непрерывной регистрации основных параметров работы ИР с дублированием и регистрацией их на центральном пульте управления агрегатов производства хранимого продукта;

- анализ данных по рапортам о давлении в газовой части ИР, температуре хранимого и поступающего в ИР продукта за период после предыдущего полного технического диагностирования ИР;

- проверка наличия сигнализации предельно допустимого значения температуры продукта, поступающего в ИР, и обеспечения автоматического прекращения подачи продукта в ИР при достижении предельно допустимого значения температуры;

- проверка наличия и работоспособности сигнализации предельно допустимого значения температуры в контуре термостатирования хранимого продукта;

- проверка наличия и работоспособности предварительных и предаварийных сигнализаций и блокировок;

- проверка наличия сигнализации верхнего и нижнего уровней налива хранимого в ИР продукта от независимых датчиков с раздельными каналами передачи информации;

- проверка наличия сигнализации минимального и максимального давления газов (паров) в ИР от двух независимых датчиков;

- проверка наличия автоматического отключения подачи продукта в ИР при достижении в нем предельно допустимого верхнего уровня;

- проверка наличия автоматического отключения насоса откачки продукта из ИР при достижении в нем минимально допустимых значений давления и уровня;

- проверка наличия автоматической подачи в ИР инертного газа при достижении в нем минимально допустимого давления для поддержания рабочего давления (при наличии);

- проверка наличия автоматических стационарных непрерывно действующих сигнализаторов взрывоопасных концентраций газов и паров в воздухе рабочей зоны склада;

- проверка процентного содержания хранимого продукта в межстенном пространстве двустенного ИР по журналу аналитического контроля за период после предыдущего полного технического диагностирования ИР;

- проверка состояния и работоспособности основного технологического оборудования (компрессоров цикла хранения, насосов подачи и откачки рабочей среды, теплообменной аппаратуры, дыхательной емкости) в эксплуатационном режиме;

- установление пробега компрессоров цикла хранения, насосов подачи и откачки рабочей среды и газодувок с момента ввода их в эксплуатацию, случаев выхода их из строя, видов неисправностей, частоты и видов ремонта, случаев замены оборудования в процессе эксплуатации, частоты включений резервного компрессора в работу;

- проверка систем автоматического включения компрессоров цикла хранения и блокировок в эксплуатационном режиме;

- установление количества одновременно работающих компрессоров цикла хранения в летнее и зимнее время года в режиме хранения продукта;

- проверка состояния факельной системы;

- проверка наличия автоматического сброса газов (паров) из ИР на факельную систему через управляемый клапан при превышении допустимого значения давления в эксплуатационном режиме;

- проверка подключения дыхательной емкости к межстенному пространству двустенных ИР с самонесущей внутренней крышей и давления в ней;

- контроль подпитки азотом межстенного пространства двустенного ИР с самонесущей внутренней крышей и влажности азота (точка росы);

- проверка по сменным журналам состояния и работоспособности запорной и регулирующей арматуры, электроклапанов отсекателей, предохранительных и дыхательных клапанов, компенсаторов двустенных ИР, трубопроводов обвязки ИР, обратных клапанов на трубопроводах, подающих хранимый продукт в ИР;

- проверка демонтажа съемных участков периодически подключаемых трубопроводов (азота, пара) к штуцерам ИР или продуктопроводам с установкой заглушек перед началом проведения работ внутри ИР;

- проверка наличия пломб и бирок на предохранительных и дыхательных клапанах, работоспособности блокировочных устройств, исключающих возможность одновременного закрытия запорной арматуры на рабочем и резервном клапанах;

- проверка наличия и работоспособности сепараторов (с откачивающим насосом или обогревом) на общем коллекторе сбрасываемых газов с предохранительных клапанов и автоматических клапанов на факельную систему;

- проверка наличия утвержденного технологического регламента и плана мероприятий по локализации и ликвидации последствий аварий;

- анализ аварий или инцидентов в процессе эксплуатации ИР;

- проверка выполнения мероприятий по повышению безопасности эксплуатации ИР;

- проверка выполнения требований действующих нормативных документов по ревизии и ремонту оборудования, проверке средств защиты и измерений.

8.5.2 По результатам диагностирования составляют акт проверки состояния технологического оборудования, трубопроводов, защитных устройств и средств КИПиА, который входит в состав приложений к заключению о техническом состоянии ИР.

8.6 Остановка и подготовка изотермических резервуаров к проведению внутреннего обследования

8.6.1 Остановку ИР проводят на основании письменного распоряжения (приказа) главного инженера эксплуатирующей организации ИР или заместителя генерального директора по производству.

8.6.2 Для выполнения работ, связанных с проведением неразрушающего контроля сварных швов вертикальной стенки внутреннего корпуса ИР, проводят монтаж лесов на всю ее высоту.

8.7 Визуальный и измерительный контроль внутреннего корпуса изотермических резервуаров

8.7.1 Визуальный и измерительный контроль внутреннего корпуса ИР осуществляется при условии бестеневой освещенности с помощью оптических приборов: лупа с увеличением не менее 7×, имеющая измерительную шкалу, бинокль с увеличением 10× в целях выявления наружных дефектов.

8.7.2 К недопустимым дефектам основного металла и металла сварных швов относятся: трещины всех видов и направлений, поры в виде сплошной сетки, перерывы в швах, незаваренные кратеры, крупная чешуйчатость, резкие переходы от наплавленного металла к основному, чрезмерное усиление шва, непровары.

8.7.3 К допустимым дефектам сварных соединений относятся:

- отдельные шлаковые включения, поры или их скопления размером в диаметре не более 10 % толщины свариваемого металла, но не более 3 мм;

- шлаковые включения или поры, расположенные цепочкой вдоль шва при суммарной их длине, не превышающей 100 мм на 1 м шва;

- скопление газовых пор и шлаковых включений на отдельных участках шва в количестве не более 5 на 1 см2 площади шва при диаметре одного дефекта не более 1,5 мм;

- подрезы не более 0,5 мм.

8.7.4 Проверку геометрической формы проводят в целях определения фактической формы внутреннего корпуса ИР, выявления отклонений от проекта и соответствия их требованиям СП 70.13330.

8.7.5 Проверку отклонений образующих стенки внутреннего корпуса ИР определяют с помощью отвеса и мерной линейки не менее чем по восьми осям и не реже чем через 6 м по периметру. Замеры проводят на расстоянии 50 мм ниже горизонтального шва и в середине каждого пояса. Предельные отклонения приведены в таблицах 8.2 и 8.3.

Таблица 8.2 – Предельные отклонения от вертикали образующих стенки внутреннего корпуса ИР для листов шириной 1,5 м

Таблица 8.2Объем резервуара, м3 | Предельные отклонения от вертикали, мм | Номера поясов | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 5 000–10 000 | 15 | 25 | 35 | 45 | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 | – | – 10 000–20 000 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 90 | 90 30 000–60 000 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 90 | 90 | 90

Таблица 8.3 – Предельные отклонения от вертикали образующих стенки внутреннего корпуса ИР для листов шириной более 1,5 м

Таблица 8.3Объем резервуара, м3 | Предельные отклонения от вертикали, мм | Номера поясов | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 5 000–10 000 | 20 | 30 | 40 | 50 | 57 | 62 | 67 | 72 | 77 | 80 | – | – 10 000–20 000 | 25 | 35 | 45 | 55 | 65 | 72 | 77 | 82 | 87 | 90 | 95 | 100 30 000–60 000 | 35 | 45 | 55 | 66 | 72 | 77 | 82 | 87 | 90 | 95 | 95 | 100

8.7.6 Указанные в таблицах 8.2 и 8.3 предельные отклонения образующих стенки внутреннего корпуса ИР от вертикали должны удовлетворять 75 % проведенных замеров. Для остальных 25 % замеров допускаются предельные отклонения на 30 % больше с учетом геометрии листов стенки ИР.

8.7.7 Отклонения от горизонтальности днища наружного корпуса незаполненного ИР не должны превышать: для двух соседних точек – ±20 мм, для диаметрально противоположных точек – ±50 мм.

Отклонения при заполненном ИР не должны превышать: для двух соседних точек – ±40 мм; для диаметрально противоположных точек – ±80 мм.

8.7.8 Горизонтальность днища внутреннего корпуса ИР проверяют нивелированием не менее чем по восьми осям и не реже чем через 6 м. Замеры проводят внутри ИР по следующим контурам днища:

- по периметру сварного шва узла сопряжения стенки с днищем;

- по периметру – на 5 м от стенки;

- по периметру – на 10 м от стенки;

- в центре днища.

8.7.9 Разность отметок по контурам отсчитывают относительно отметки центра днища, принимаемой за 0,000 м, и она не должна превышать:

- для двух соседних точек по периметру сварного шва узла сопряжения стенки с днищем для ИР объемом от 10 000 до 20 000 м3 – 15 мм, объемом от 20 000 до 60 000 м3 – 30 мм;

- для диаметрально противоположных точек по периметру сварного шва узла сопряжения стенки с днищем для ИР объемом от 10 000 до 20 000 м3 – 45 мм, объемом от 20 000 до 60 000 м3 – 60 мм.

8.7.10 Неровности днища ИР (хлопуны и вмятины) определяют с помощью нивелира.

Высоту хлопуна замеряют:

- при площади хлопуна от 2 до 5 м2 – по пяти точкам и более;

- при площади хлопуна 5 м2 и более – по восьми точкам и более.

Высота хлопуна на днище не должна превышать 50 мм при площади хлопуна от 2 до 5 м2 и 150 мм при площади 5 м2 и более.

8.7.11 Участки днища с высотой хлопунов, превышающей допустимые значения, а также места, где обнаружены резкие переломы поверхности листов, подлежат исправлению.

8.7.12 Неравномерность осадки ИР определяется сравнением результатов измерений предыдущего и настоящего нивелирования верхней фундаментной плиты и днища ИР и не должна превышать 3 мм или значения, указанного в проекте.

8.7.13 Результаты визуального и измерительного контроля оформляются протоколом, который входит в состав приложений к заключению о техническом состоянии ИР.

8.8 Неразрушающие методы контроля целостности внутреннего корпуса изотермических резервуаров

8.8.1 Решение о возможности использования метода неразрушающего контроля целостности внутреннего корпуса ИР принимается профильной организацией.

8.8.2 Решение о применении диагностирования методом акустической эмиссии корпуса ИР, воспринимающего давление паров продукта хранения, принимается профильной организацией по результатам анализа эксплуатационной документации и визуального осмотра ИР в целях оптимизации объема диагностирования основными методами неразрушающего контроля (ультразвуковой, капиллярный, ультразвуковая толщинометрия).

8.8.3 При проведении диагностирования корпуса ИР методом акустической эмиссии и обнаружении источников акустической эмиссии с повышенной активностью (классов II–III) определяют зоны их фактического местоположения для выявления дефектов основного металла и металла сварных швов основными методами неразрушающего контроля.

8.8.4 Магнитопорошковый, радиографический, вихретоковый, вакуумный (пузырьковый) методы, методы испытания на герметичность являются дополнительными методами неразрушающего контроля целостности внутреннего корпуса ИР.

8.8.5 Основные и дополнительные методы дефектоскопии, металла сварных швов и основного металла внутреннего корпуса ИР, выполняются в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

8.8.6 Ультразвуковая дефектоскопия обеспечивает выявление внутренних и поверхностных дефектов в сварных швах и зоне термического влияния. При ультразвуковой дефектоскопии определяются условная протяженность, глубина и координаты расположения дефекта. Ширина контролируемой зоны должна быть не менее 100 мм в каждую сторону от оси шва. Объем работ по проведению контроля ультразвуковой дефектоскопией указан в таблице 8.4.

Таблица 8.4 – Объем контроля по проведению неразрушающего контроля методом ультразвуковой дефектоскопии

Таблица 8.4Наименование зоны контроля | Объем контроля, % Сварные швы днища | 100 Уторный шов | 100 Вертикальные и горизонтальные сварные швы стенки внутреннего корпуса до 10 м по высоте | 100 Вертикальные и горизонтальные сварные швы стенки внутреннего корпуса свыше 10 м по высоте для всех одностенных ИР, а также для двустенных ИР с хранением аммиака, этилена и пропилена | 50 Вертикальные и горизонтальные сварные швы стенки внутреннего корпуса свыше 10 м по высоте для двустенных ИР с хранением пропана, бутана и широкой фракции легких углеводородов | 30 Сварные швы в местах врезки люков и патрубков | 100 Сварные швы и участки с дефектами | 100

8.8.7 Капиллярная дефектоскопия должна выполняться перед проведением ультразвуковой дефектоскопии. Обратный порядок контроля не допускается.

8.8.8 Все дефекты наносятся на развернутую схему внутреннего корпуса ИР.

8.9 Определение физико-механических характеристик и структурного состояния материала внутреннего корпуса изотермических резервуаров

8.9.1 Дюрометрический метод оценки характеристик прочности материала внутреннего корпуса ИР используется для определения по измеренным значениям характеристик прочности: предела текучести и временного сопротивления металла.

8.9.2 Твердость стали определяют по методам Виккерса или Бринелля на стационарных твердомерах. Допускается измерение твердости проводить непосредственно на объекте переносными твердомерами статического или динамического типа.

8.9.3 Количество замеров твердости на пробу или точку должно быть не менее трех при использовании стационарных твердомеров, исключая случай существенного (более 10 %) рассеяния значений твердости и обнаружения с помощью переносных твердомеров аномально низких или аномально высоких значений твердости. При существенном рассеянии значений твердости количество измерений увеличивается до девяти на точку. В качестве характеристики твердости стали принимают среднее арифметическое значение твердости, полученной по результатам замеров.

8.9.4 При обнаружении аномально низких или аномально высоких значений твердости устанавливают форму и размер этой области.

8.9.5 Предел текучести низколегированных сталей в интервале от 20 до 45 кгс/мм2 рассчитывают по результатам химического и количественного металлографического анализа по формуле

т = (о2 + п2)1/2+ (∆т.р2 + ∆д.у2 + ∆д2)1/2 + Ky d–1/2, (8.6)

где о – напряжение трения решетки -железа, для настоящего расчета принимают равным 30 МПа;

п – напряжение за счет упрочнения стали перлитом, п = 2,4П, МПа (здесь П – перлитная составляющая в процентах);

∆т.р – напряжение, МПа, за счет упрочнения твердого раствора легирующими элементами, устанавливаемое по значению их концентрации С, %, по массе легирующих элементов в -железе (феррите);

∆т.р = 4670CC+N, + 33СMn + 86СSi + 31СCr + 30СNi + 11СMo + 60СAl +

+ 39СCu + 690СP + 3СV + 82СTі;

∆д.у – напряжение за счет упрочнения стали дисперсными частицами:

∆д.у = , (8.7)

где G = 8,4·104 МПа – модуль сдвига;

b = 2,5·10–7 мм – вектор Бюргерса;

D – диаметр дисперсных упрочняющих частиц, мм;

– межчастичное расстояние, мм;

∆д – напряжение за счет упрочнения дислокациями, оценивается по плотности дислокаций ρ:

∆д = 5Gbρ1/2, (8.8)

d – средний условный диаметр зерна феррита, определяемый по ГОСТ 5639.

8.9.6 Временное сопротивление стали рассчитывают по соотношению

в = 0,34(НВ) (8.9)

или

в = 0,34(HV). (8.10)

Для исследуемого класса сталей значения твердости по Виккерсу (HV) и Бринеллю (НВ) принимаются совпадающими.

8.9.7 Расчет значений предела текучести и временного сопротивления входит в состав приложений к заключению о техническом состоянии ИР.

8.10 Определение фактического химического состава материала внутреннего корпуса изотермических резервуаров

8.10.1 Определение химического состава стали проводят в соответствии с требованиями нормативных документов, обеспечивающими необходимую точность химического анализа.

8.10.2 При интерпретации результатов химического анализа допускаемые отклонения содержания легирующих элементов в готовом прокате учитывают согласно техническим требованиям к низколегированным сталям в соответствии с ГОСТ 19281.

8.10.3 В случае обнаружения аварийных дефектных мест внутреннего корпуса ИР, а также после пожара и стихийных бедствий по решению экспертной организации проводят комплексную оценку физико-механических свойств металла различных зон и сварных соединений.

8.10.4 При комплексной оценке физико-механических свойств основного металла различных зон и сварных соединений проводят вырезку массивной заготовки в виде круга диаметром 300 мм, содержащей сварной шов.

8.10.5 Вырезку металла необходимо проводить из наиболее нагруженных мест, удобных для последующего ремонта.

8.10.6 На вырезанную заготовку наносят маркировку (номер ИР и пояса), расположение и характер шва (вертикальный, заводской, монтажный), указывают внутреннюю и внешнюю поверхности.

8.10.7 Для определения степени повреждения металла под воздействием эксплуатационных факторов и оценки механических свойств металла допускается проводить отбор микропроб размерами не менее 1,2×2,5×15 мм. Минимальная площадь сечения микропробы в центральной части должна быть не менее 3 мм2.