Инструкция по продлению срока службы паропроводов из центробежнолитых труб на тепловых электростанциях

1.1 Настоящая Инструкциярегламентирует порядок проведения технического диагностирования паропроводов изцентробежнолитых труб, включая методы, объемы и периодичность контроля, а такженормы и критерии оценки качества основного металла и сварных соединений.

1.2 Контроль проводится сцелью выявления и отбраковки дефектных центробежнолитых труб и их сварныхсоединений.

1.3 Значения парковогоресурса основных элементов паропроводов из центробежнолитых труб, а такжеметоды, объем и периодичность контроля металла при эксплуатации в пределахпаркового ресурса изложены в разделах 2 и 3 настоящей Инструкции.

1.4 Возможность продлениясрока эксплуатации паропроводов из центробежнолитых труб сверх парковогоресурса основывается на положительных результатах обследования (в том численеразрушающего контроля, лабораторных исследований) и расчетных оценокостаточного ресурса.

Конкретно возможность,срок и условия дальнейшей эксплуатации паропроводов из центробежнолитых трубсверх паркового ресурса устанавливаются в соответствии с разделом 4настоящей Инструкции.

2 ПАРКОВЫЙ РЕСУРС

Парковый ресурс паропроводов,изготовленных из центробежнолитых труб, приведен в таблице 1.

Таблица 1

Типоразмер паропровода из стали 15Х1М1Ф

Номинальные параметры пара

Парковый ресурс основных элементовпаропроводов, тыс. ч

Парковый ресурс паропроводов в целом,тыс. ч

Dн,мм

Sн,мм

T °С

P МПа

Прямые трубы

Сварные соединения

920

32

545

3,9

100

100

100

630

25

545

3,9

100

100

100

630

28

545

3,9

100

100

100

630

25

545

2,5

150

150

150

Примечание — Парковый ресурспаропроводов из центробежнолитых труб, эксплуатируемых при параметрах, отличныхот указанных в таблице 1, и парковый ресурс стыковых сварных соединенийразнотолщинных элементов (например, соединений с литыми, коваными иштампованными деталями) устанавливается дополнительно.

3 МЕТОДЫ, ОБЪЕМЫ И СРОКИ КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛА ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ТРУБПАРОПРОВОДОВ

Контроль металлацентробежнолитых труб проводится в соответствии с требованиями, изложенными втаблице 2.

Таблица 2

Объект контроля

Метод контроля

Объем контроля

Сроки проведения контроля

Примечание

Прямые трубыиз стали 15Х1М1Ф

Измерениеостаточной деформации

100 %

При наработке50000, 100000, 150000 и 200000 ч

При достиженииостаточной деформации, равной половине допустимого значения, измерения еепроводятся каждые 25000 ч

Металлографическийанализ с оценкой свойств металла и микроповреждаемости на вырезке

Не менее 2труб

При наработке100000 и 200000 ч

Металлографическийанализ проводится на отобранных пробках или на вырезке

Сварныестыковые соединения

УЗТ

100 %

При наработке100000 ч

Толщина стенкиконтролируется один раз в зоне сварного соединения (место расточки подподкладное кольцо)

ТВ

100 %

При наработке100000, 150000 и 200000 ч

Измеряетсятвердость металла шва и примыкающего основного металла.

Контролюподлежат заводские стыки, а также стыки с ремонтными подварками

Металлографическийанализ с помощью реплик ЗТВ сварного соединения

10 %

При наработке100000, 150000 и 200000 ч

Контролюподвергаются стыки:

сразупрочненным металлом шва (твердость шва ниже твердости основного металла);

с подваркой;

разнотолщинныхэлементов (труба — штампосварное колено и др.)

Исследованиеструктуры и свойств металла на вырезке

Одно сварноесоединение с основным металлом на паропровод

При наработке100000 и 200000 ч

Вместо вырезкисварного соединения (катушки) допускается вырезка пробки диаметром не менее120 мм с последующей вваркой глухого штуцера

Примечания

1 Объем и периодичность контроля после выработкипаркового ресурса металла паропроводов изложены в разделе 4настоящей Инструкции.

2 В разделе 3 настоящей Инструкции принятыследующие сокращения:

УЗТ — ультразвуковая толщинометрия; ТВ — измерениетвердости; ЗТВ — зона термического влияния; УЗК — ультразвуковой контроль; МПД- магнитопорошковая дефектоскопия; ЦД — цветная дефектоскопия.

4 ПОРЯДОК ПРОДЛЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ ПАРОПРОВОДА ПОСЛЕ ВЫРАБОТКИПАРКОВОГО РЕСУРСА

4.1 Парковый ресурспаропровода, изготовленного из центробежнолитых труб, не является предельнымсроком эксплуатации.

Продление срока службыпаропроводов сверх паркового ресурса осуществляется на основании:

— поверочного расчета напрочность от действия внутреннего давления с оценкой запаса прочностицентробежнолитых труб;

— поверочных расчетов напрочность с учетом всего комплекса нагружающих факторов в соответствии сдействующей нормативной документацией, с оценкойостаточного ресурса для основного металла и сварных соединений;

-анализа режимов эксплуатации и результатов контроля за весь срок службы,включая ревизию опорно-подвесной системы.

4.2К эксплуатации сверх паркового ресурса паропровод из центробежнолитых трубдопускается при условии, что его металл, включая сварные соединения, порезультатам обследования удовлетворяет критериям качества, изложенным в разделе6данной Инструкции. Допустимый срок продления эксплуатации паропроводаустанавливается на основании результатов расчета остаточного ресурса с учетомфактических данных о структурном состоянии основного металла и сварныхсоединений, а также характеристик длительной прочности.

4.3Решение о возможности и сроке продления эксплуатации паропровода послеотработки им паркового ресурса принимается на основании заключения экспертнойорганизации, аккредитованной в установленном порядке.

5 ОСНОВНЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮКОНТРОЛЯ МЕТАЛЛА ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ТРУБ И СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Дляоценки состояния основного металла и сварных соединений центробежнолитых труб ипригодности паропровода к дальнейшей эксплуатации контролируется и исследуетсяметалл в соответствии с требованиями данного раздела.

5.1 Основной металл центробежнолитых труб

5.1.1После выработки паркового ресурса или накопления остаточнойдеформации более 0,5 % техническое состояние паропровода и возможность егодальнейшей эксплуатации оцениваются на основании результатовконтроля и диагностики состояния металла.

5.1.2Вырезка катушки или отбор пробки основного металла совмещаются с вырезкойсварного стыка или отбором пробки сварного соединения.

Навырезанных образцах металла определяются механические свойства и проводитсяметаллографический анализ.

5.1.3Металлографический анализ должен включать оценку состояния макро- имикроструктуры металла труб.

5.1.4Макроструктурный анализ проводится на темплетах по всему поперечному сечениюстенок труб для фиксирования ликвационной полосчатости и визуального выявлениямакронесплошностей технологического происхождения. Результаты анализасравниваются с данными, приведенными в технических условиях.

5.1.5Микроструктурный анализ проводится на шлифах поперечного сечения стенок трубкак в зонах с основной структурой, так и в ликвационной зоне, примыкающейглавным образом к внутренней поверхности трубы, для выявления степени развитияликвационных структур и фиксирования микродефектов технологическогопроисхождения (приложение 1). Результаты анализа сравниваются с даннымипо шкале ликвационных микроструктур металла центробежнолитых труб из стали15Х1М1Ф, приведенной в приложении 2.

5.1.6Микроповрежденность металла, которая развивается в процессе эксплуатации,исследуется на шлифах поперечного сечения стенок труб как в зонах с основнойструктурой, так и в ликвационной зоне, примыкающей, главным образом, квнутренней поверхности трубы. Полученные данные оцениваются по шкале микроповреждаемостиметалла центробежнолитых труб из стали 15Х1М1Ф приложения 3 безучета исходных технологических дефектов.

Объемнаядоля пор ΔV(%), т.е. доля площади, занимаемой порами на шлифе, рассчитывается по формуле

,                                             (1)

где Vi — объем пор;

V — объем металла;

Si — доля площади шлифа, занятая порами;

S — площадь поверхности шлифа;

SF — исследуемая площадьшлифа;

i …N- количество пор;

Рi = di/Di — коэффициент сферичностиотдельной поры;

Di и di- максимальный и минимальный размер поры соответственно.

Сучетом расчетной формулы (1) для увеличения ´500ΔV(%) рассчитывается по формуле

,                                                   (2)

где n — количество просмотренных полей.

Объемнаядоля пор определяется на участках с максимальным их сосредоточением.

5.1.7Образцы для механических испытаний необходимо вырезать из зон металла,примыкающих к внутренней поверхности труб.

5.1.8По результатам металлографического анализа и значениям механических свойствэкспертная организация решает вопрос о необходимости дополнительной вырезки дляопределения жаропрочности.

5.1.9При выявлении в металле центробежнолитых труб микроповрежденности, оцениваемойбаллами 6 и 7 шкалы микроповреждаемости металла центробежнолитых труб из стали15Х1М1Ф (см. приложение 3), и (или) превышении критических значенийостаточной деформации допускается временная дальнейшая эксплуатация труб на ограниченныйсрок по согласованию с экспертной организацией.

5.1.10Остаточная деформация труб измеряется микрометром (точностьшкалы 0,05 мм) по реперам, устанавливаемым на трубах длиной 500 мм и более.Реперы располагают по двум взаимно перпендикулярным диаметрам в средней частикаждой прямой трубы. При невозможности установки реперов в этих направленияхдопускается установка только одной пары реперов.

Реперык телу контролируемой трубы должны привариваться с помощью ручной дуговой илиаргонодуговой сварки. Установка реперов на трубы и нанесение на исполнительнуюсхему-формуляр мест их расположения производится во время монтажа принепосредственном участии представителя лаборатории металлов и владельцапаропровода.

Реперына схеме должны иметь нумерацию, остающуюся постоянной в течение всего периодаэксплуатации паропровода.

Местаих расположения должны быть отмечены указателями, выступающими над поверхностьюпаропровода.

Остаточнаядеформация ползучести измеряется при температуре стенки труб не выше 50 °С.Результаты измерений заносятся в формуляр.

Остаточнаядеформация ползучести ΔE(%) от начала эксплуатации до момента измерения определяется по формуле

,                                              (3)

где Di -диаметр, измеренный по реперам при i-ом измерении в двух взаимно перпендикулярныхнаправлениях (Dг- горизонтальное, Dв- вертикальное);

Dисх- исходный диаметр трубы, измеренный по реперам в исходном состоянии;

Dтр- наружный диаметр трубы, измеренный вблизи реперов в двухвзаимно перпендикулярных направлениях в исходном состоянии.

Вформулу (3)подставляются значения измерений как в горизонтальном, так и в вертикальномнаправлениях. Наибольшее значение принимается за расчетное. Меньшее изполученных значений также заносится в формуляр. Сводные результаты измеренийостаточной деформации по всем трубам, на которых проводились измерения заистекший год, заносятся в отдельный формуляр.

5.1.11Состояние опорно-подвесной системы проверяется всоответствии с требованиями действующей нормативной документации.

5.2 Сварные соединения

5.2.1Оценка состояния и возможности продления срока службы сварных соединенийустанавливаются на основании результатов их контроля, а также исследованийструктуры и свойств металла сварных соединений на образцах из вырезки стыка илипробки из паропровода.

5.2.2Стыковое сварное соединение вырезается из паропровода с помощью газовой резки:ацетилено-кислородной или смеси любого горючего газа с кислородом. Длинавырезаемого сварного трубного элемента с кольцевым швом посередине должнасоставлять не менее 250 мм. Вырезанный сварной трубный элемент следуетотторцевать на токарном станке до длины не менее 200 мм со швом посередине.Сварной трубный элемент на поперечные шву погоны-темплеты разрезается толькомеханическим способом на фрезерном или строгальном станке.

Пробкаиз действующего паропровода вырезается только механическим способом:фрезерованием, высверливанием… Она должна быть диаметром не менее 120 мм споследующей приваркой глухого штуцера в сварное соединение паропровода.

Технология приваркиглухого штуцера Dу ³ 100 мм в стыковоесварное соединение паропровода горячего промперегрева из центробежнолитых трубв зоне отверстия, полученного в результате вырезки контрольной пробки приведенав приложении 4.

5.2.3 Образцы изпогонов-темплетов для проведения испытаний и исследований изготавливаютсятолько механическим способом: точением, строганием, фрезерованием, шлифованием,полированием.

5.2.4 При исследованиисварного соединения, вырезанного из действующего паропровода, определяются:

— твердость основногометалла, зоны термического влияния (ЗТВ) и металла шва соединения в 3 — 4продольных сечениях на шлифе поперечного сечения стыка;

— кратковременныемеханические свойства при комнатной и рабочей температурах по результатамисследований гладких образцов на растяжение и образцов с надрезом Менаже наударный изгиб, надрез наносится по зоне сплавления;

— статическаятрещиностойкость при комнатной и рабочей температурах по результатам испытанияобразцов с надрезом;

— химический составметалла шва и при необходимости дополнительно основного металла и карбидный анализметалла этих зон;

— качество зон сварногосоединения по результатам металлографического анализа трех макрошлифовпоперечного сечения;

— микроструктура имикроповрежденность зон сварного соединения по результатам металлографическогоисследования 2 — 3 микрошлифов поперечного сечения;

— жаропрочные свойства(при необходимости).

При исследованиифрагмента сварного соединения (пробки), вырезанного из действующегопаропровода, определяются:

— твердость металла зонсварного соединения;

— химический состав металлашва;

— макро- имикроструктура с оценкой микроповрежденности металла зон сварного соединения.

При исследованииосновного металла центробежнолитых труб определяются:

— кратковременныемеханические свойства при комнатной и рабочей температурах;

— критическаятемпература хрупкости;

— состояние макро- имикроструктуры по сечению стенок труб;

— микроповрежденностьосновной и ликвационной структуры порами с определением объемной доли пор;

— жаропрочные свойства(при необходимости).

6 КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛА

6.1 Основной металл центробежнолитых труб

6.1.1 Остаточная деформациядля труб из стали 15Х1М1Ф не должна превышать 1,0 %.

6.1.2 Допускается врезультате эксплуатации в условиях ползучести уменьшение уровня требований техническихусловий кратковременного предела прочности и предела текучести не более чем на60 и 80 МПа соответственно.

Снижение по сравнению суровнем требований технических условий характеристик ударной вязкости икратковременной пластичности не допускается.

6.1.3 В макроструктуре трубне должно быть трещин, расслоений, флокенов. Допускаются отдельные шлаковые,песчаные, газовые раковины наибольшим линейным размером до 1 мм.

6.1.4 Трубы, в макроструктуреметалла которых обнаружена ликвационная полосчатость в объеме более 50 %, недолжны допускаться к эксплуатации.

6.1.5 При микроструктурноманализе браковке должны подвергаться трубы с ликвационными зонами Vбалла шкалы ликвационных микроструктур металла центробежнолитых труб из стали15Х1М1Ф (см. приложение 2). Микроструктурный анализ металла труб сликвационными зонами IV балла шкалы гладкихобразцов должен быть подтвержден удовлетворительными данными ударной вязкости икратковременной пластичности на образцах, вырезанных из зоны ликвации.

6.1.6 Микроповрежденностьструктуры не должна превышать балла 5 шкалы микроповреждаемости металлацентробежнолитых труб из стали 15Х1М1Ф (см. приложение 3).

6.1.7 При обнаружении вовремя эксплуатации труб с браковочной структурой необходимо провестидополнительные испытания и диагностировать состояние металла по специальнойпрограмме.

6.2 Сварные соединения

6.2.1 Качество и состояниенаружной поверхности сварных соединений должны удовлетворять требованиямдействующей нормативной документации.

6.2.2 Кратковременныемеханические свойства сварных соединений по результатам измерения твердости ииспытания образцов на растяжение и ударный изгиб при температуре 20 °С,химический состав сварных швов должны соответствовать требованиям действующейнормативной документации.

6.2.3 Качество сварныхсоединений по результатам металлографического анализа, включающего макроанализшлифов поперечного сечения, микроанализ шлифов или реплик (при этом браковочнымпризнаком является наличие цепочек или скопление пор ползучести по границамзерен и (или) микротрещин) должно соответствовать требованиям действующейнормативной документации.

6.2.4 Качество сварныхсоединений по результатам проверки методами УЗК, МПД (или ЦД, или визуальнымконтролем травленой 5 — 10 %-ным водным раствором азотной кислоты поверхности)должно удовлетворять нормам качества и отвечать нормативным требованиям,изложенным в действующей нормативной документации.

6.2.5 Длительная прочностьсварных соединений должна удовлетворять требованиям действующей нормативнойдокументации с учетом наработки паропровода горячего промперегрева. Длительнаяпластичность (относительное сужение в месте разрушения образцов при испытаниина длительную прочность) должна быть не менее 10 %.

7 ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Термины и определения,используемые в настоящей Инструкции, приведены в приложении 5.

Приложение1ДЕФЕКТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГОПРОИСХОЖДЕНИЯ МЕТАЛЛА ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ТРУБ СТАЛИ 15Х1М1Ф

Приложение2ШКАЛА ЛИКВАЦИОННЫХ МИКРОСТРУКТУР МЕТАЛЛА ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХТРУБ ИЗ СТАЛИ 15Х1М1Ф

Структурноесостояние

Характеристикамикроструктуры металла по сечению стенки трубы

Морфологическиеособенности строения ликвационных зон

Показательбалльности ликвационной неоднородности

´ 100

´ 500

Ликвационная полосчатость отсутствует

Ферритно-бейнитная структура безпризнаков ликвационных выделений

I

Ликвационная полосчатость

Слабо развитые ликвационные выделения(прослойки), занимающие часть границ дендритных зерен, без дефектов типанесплошностей

II

То же

Развитые ликвационные прослойки, распределенныепо границам дендритов, без дефектов типа несплошностей

III

-«-

Развитые ликвационные прослойки слокализацией в них пор (³ 5 мкм)

VI

-«-

Развитые ликвационные прослойки слокализацией в них микротрещин

V

Приложение3ШКАЛА МИКРОПОВРЕЖДАЕМОСТИ МЕТАЛЛА ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ТРУБ ИЗСТАЛИ 15X1М1Ф

Структурноесостояние (´ 500)

Характерповреждаемости

Объемнаядоля пор в зонах с наибольшей вероятностью разрушения, %

Показательбалльности микроповрежденности металла

Поры отсутствуют

ΔV = 0

1

Отдельные поры по границам зеренразмером £ 1 мкм

ΔV £ 0,01

2

Цепочки из пор по границам зеренразмером ≈ 1 мкм. Отдельные поры до 2 мкм

ΔV = 0,01÷ 0,02

3

Слившиеся цепочки из пор размером 1 -1,5 мкм в пределах зерна. Отдельные поры размером до 2 мкм

ΔV = 0,02÷ 0,03

4

Слипшиеся цепочки из пор в пределахнескольких зерен. Отдельные поры размером 2 — 3 мкм

ΔV = 0,03÷ 0,10

5

Разветвленная система слившихся цепочекиз пор и микротрещин по границам зерен и субзерен раскрытием до 2 мкм.Отдельные поры размером 2 — 3 мкм

ΔV = 0,10÷ 0,20

6

Микротрещины в пределах нескольких зеренраскрытием до 3 мкм со скоплениями пор размером до 5 мкм

ΔV ³ 0,2

7

Приложение4ТЕХНОЛОГИЯ ПРИВАРКИ ГЛУХОГОШТУЦЕРА Dу ³ 100 мм В СТЫКОВОЕ СВАРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПАРОПРОВОДА ГОРЯЧЕГОПРОМПЕРЕГРЕВА ИЗ ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ТРУБ В ЗОНЕ ОТВЕРСТИЯ, ПОЛУЧЕННОГО ВРЕЗУЛЬТАТЕ ВЫРЕЗКИ КОНТРОЛЬНОЙ ПРОБКИ

1ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Последовательностьпроведения технологических операций следующая:

вырезка контрольнойпробки из стыкового сварного соединения паропровода;

проведение контролякачества металла штуцера и участка сварного соединения паропровода в зонеотверстия от вырезанной пробки;

сборка и приваркаштуцера угловым швом к стыку паропровода с выполнением промежуточнойтермической обработки;

обработка поверхностиуглового шва механическим способом, приварка донышка к штуцеру;

заключительнаятермообработка и контроль качества штуцерного сварного соединения, стыкапаропровода и стыка донышка со штуцером.

1.2 Допускается привариватьштуцер Dу ³ 100 мм к стыку паропровода при соблюдении следующихусловий:

твердость металла швастыкового сварного соединения паропровода не должна превышать 230 НВ идолжна быть выше твердости основного металла примыкающих центробежнолитых труб,а в зоне приварки штуцера должны отсутствовать ремонтные подварки на стыковомсварном соединении паропровода;

качество стыковогосварного соединения паропровода, оцененное неразрушающими методами контроля(УЗК, МПД и металлографическим анализом с помощью реплик) должно удовлетворятьтребованиям действующей нормативной документации (отсутствие скопленийили цепочек пор ползучести и (или) микротрещин по границам зерен металла);

должныбыть обеспечены:

свободноеосевое перемещение центробежнолитых труб в зоне сварки и термической обработкиот теплового расширения металла, при этом не допускается защемление трубныхэлементов;

невозможностьпопадания в зону сварки и термической обработки золы, нефтепродуктов, грязи,ржавчины, воды;

отсутствиесквозняка;

отсутствиевнешних изгибающих нагрузок в зоне сварки и термической обработки (принеобходимости должны быть установлены временные опоры).

2ОСНОВНОЙ И СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. СВАРОЧНО-ТЕРМИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

2.1 Штуцер и донышко штуцера изготавливаются точеными изпоковки или трубной заготовки, при этом штуцер должен быть утолщенным в районеего приварки к стыку паропровода (рисунок 4.1данного приложения). Размеры выбранного штуцера и донышка должны удовлетворять требованиямдействующих на эти детали ОСТ. Материалом штуцера и донышка служит сталь15Х1М1Ф; химический состав и свойства металла этих деталей должны удовлетворятьтребованиям технических условий, что должно быть подтверждено результатамихимического анализа и механических испытаний.

2.2В качестве сварочных материалов при ручной дуговой сварке применяются покрытыеэлектроды типа Э-09Х1МФ марок ТМЛ-3, ТМЛ-3у, ЦЛ-20 или ЦЛ-45 диаметром 3 и 4мм. Качество электродов и их хранение контролируется в соответствии стребованиями действующей нормативной документации. Перед сваркой электродыподлежат прокалке при температуре 360 — 400 °С в течение 2 — 2,5 ч.

Рисунок 4.1 — Рекомендуемые конструкцииутолщенного штуцера (1) и донышка (2) на примере штуцера Æ159´18 мм

На рабочем местеэлектросварщика электроды должны находиться в специальном переносномящике-пенале емкостью на одну-две пачки электродов с обеспечением защитыэлектродов от попадания на них воды, золы, нефтепродуктов и грязи.

2.3 В качестве источниковпитания сварочной дуги применяются сварочные выпрямители или преобразователипостоянного тока согласно рекомендациям действующей нормативной документации.

2.4 Для подогрева деталейпри сварке и термической обработки сварных соединений применяется электротермическоеоборудование с индукционными нагревателями и электронагревателямисопротивления, типы и Монтаж которых представлены в действующейнормативной документации. Температуры подогрева деталей при сварке итермической обработке сварных соединений регистрируются с помощью самопишущихприборов от термоэлектрических преобразователей (термопар) ХА(хромель-алюмелевых), типы и Монтаж которых должны соответствоватьрекомендациям действующей нормативной документации.

3 ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ И СБОРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ

3.1 Операции по вырезкеконтрольной пробки диаметром не менее 120 мм проводятся с наружной поверхностистыкового соединения паропровода механическим способом по одному из следующихвариантов:

фрезерованием с помощью специальногоустройства с перовым сверлом-фрезой;

сверлением сквозныхотверстий (сверлом диаметром 5 — 8 мм) по контуру намеченной окружности пробкии последующей вырубкой оставшихся перемычек металла между отверстиями с помощьюударного инструмента, например, крейцмесселя с молотком.

Рекомендуетсяпредварительно приварить к сварному шву вырезаемой пробки стальнойстержень-проволоку диаметром 5 — 6 мм с целью своевременного удержаниявырезанной пробки от попадания ее внутрь паропровода. Вырезаемая контрольнаяпробка должна располагаться симметрично относительно оси сварного шва.

3.2Торцевая поверхность отверстия и прилегающая к нему кольцевая наружнаяповерхность шириной не менее 40 мм подлежат механической обработке (шлифованию)и последующему визуальному контролю качества: перед контролем шлифованныеповерхности следует протравить в реактиве 5 — 10 %-го водного раствора азотнойкислоты. Качество поверхности оценивается в соответствии с требованиямидействующей нормативной документации.

3.3 Наружная и внутренняяповерхности торцов штуцера (и донышка) с шириной кольцевой зоны не менее 30 мм,а также поверхности скоса кромок под сварку должны быть зачищены механическимспособом (шлифованием до металлического блеска от окалины и ржавчины) иобезжирены.

3.4Штуцер следует устанавливать в зоне отверстия в стыке паропровода с помощьюподкладного стального кольца (рисунок 4.2 данного приложения),которое может быть изготовлено точеным или вальцованным из полосы или трубнойзаготовки; материал подкладного кольца — сталь 15Х1М1Ф, 12Х1МФ или 20. Ширинаподкладного кольца составляет 30 — 40 мм, толщина — от 4 до 5 мм. Штуцер долженрасполагаться перпендикулярно к продольной и поперечной осям центробежнолитыхтруб; кольцевой зазор в корневой части собранного под сварку штуцера долженсоставлять 5 — 8 мм.

Рисунок4.2 — Рекомендуемая схема собранного под сварку штуцера (1) с центробежнолитойтрубой наружным диаметром Dтрпаропровода (2) на подкладном кольце (3)

4 СВАРОЧНО-ТЕРМИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ. КОНТРОЛЬШТУЦЕРНОГО СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

4.1Штуцер до начала сварки следует скрепить со стыком паропровода двумяприхватками длиной по 40 — 50 мм и высотой 4 -6 мм в противоположных местах по периметру свариваемого углового шва. Прихваткиследует выполнять электродами диаметром 3 мм на режимах постоянного токаобратной полярности 90 — 110 А.

4.2Угловой шов должен выполняться многослойным способом сварки (рисунок 4.3данного приложения) кольцевыми валиками шириной 12 — 18 мм и высотой 6 — 8 мм сиспользованием электродов диаметром 3 и 4 мм на режимах постоянного токаобратной полярности 100 — 120 и 140 — 180 А соответственно. Заполнение разделкидолжно обеспечиваться по всему сечению с получением выпуклости (усиления) швавысотой около 15 — 20 мм.

Рисунок 4.3 — Рекомендуемаяпоследовательность выполнения углового шва многослойным способом кольцевымиваликами (1 — 9) в месте приварки штуцера к центробежнолитой трубе паропроводагорячего промперегрева

4.3 В процессе сварки (иприхватки) должен проводиться предварительный и сопутствующий подогрев деталейпри температуре 300 — 350 °С. Зона равномерного нагрева включает тело штуцера икольцевой участок центробежнолитых труб шириной не менее 300 мм по всемупериметру с расположенным в центре привариваемым штуцером. Способ нагрева -индукционный или электронагревателями сопротивления. Размещение нагревательныхустройств и режимы нагрева должны обеспечиваться в соответствии с рекомендациямидействующей нормативной документации. Температура подогрева должнарегистрироваться с помощью самопишущего прибора от 6 термоэлектрическихпреобразователей (термопар) ХА (рисунок 4.4 данного приложения).

4.4По окончании сварки углового шва проводится предварительная термообработкаштуцерного сварного соединения (ШСС) и стыка паропровода по режиму высокогоотпуска 735 — 765 °С в течение 1 ч, при этом технологию термической обработкиследует соблюдать с учетом требований действующей нормативной документации.Регистрация температур обеспечивается с помощью самопишущего прибора от 6термоэлектрических преобразователей ХА, схема расположения которыхсоответствует рекомендациям, приведенным на рисунке 4.4 данного приложения.

4.5 После проведенияпромежуточной термообработки (см. п. 4.4 данного приложения)штуцерное сварное соединение подвергается обработке механическим способом, приэтом:

выпуклость (усиление)углового шва с помощью шлифования обрабатывается до получения вогнутойповерхности с радиусом скругления не менее 50 мм и плавным переходом на галтельк поверхности штуцера и центробежнолитых труб паропровода;

подкладное кольцоудаляется с помощью шлифования или фрезерования до получения ровной гладкойповерхности корневой части шва заподлицо с внутренней поверхностью штуцера.

1 — штуцер Dу ³ 100 мм (Н -высота штуцера, мм); 2 — центробежнолитая труба паропровода; 3 — донышкоштуцера, привариваемого после проведения промежуточной термообработки угловогошва штуцера; 4 — угловой шов, соединяющий штуцер с паропроводной трубой; 5 -стыковой шов, соединяющий донышко со штуцером (сварка по п. 4.7данного приложения); 6 — стыковой шов, соединяющий центробежнолитые трубыпаропровода; Кт.и — контур теплоизоляции; Кн.у — контурнагревательных устройств при подогреве под сварку и послесварочнойтермообработке

Рисунок4.4 — Рекомендуемая схема размещения термоэлектрических преобразователей T1- Т6 для регистрации температур нагрева при сварке и термообработке

4.6Штуцерное сварное соединение с угловым швом подлежит контролю качестванеразрушающими методами, в том числе УЗК по всему периметру и примыкающихучастков стыка паропровода на длину не менее чем по 100 мм, а также визуальномуконтролю наружной поверхности этих швов.

4.7Стык донышка с торцевой частью штуцера собирается на остающемся подкладномкольце (материал кольца указан в п. 3.4 данного приложения);операции по сборке и сварке этого стыка выполняются по штатной технологиисогласно требованиям действующей нормативной документации.

4.8 После окончанияопераций по приварке донышка проводится заключительная термообработкаприваренного штуцера с донышком и стыком паропровода по режиму высокого отпускапри 735 — 765 °С в течение 2 ч. Рекомендации по термической обработкесоответствуют указанным в п. 4.4 данного приложения способам нагрева,технологии термообработки и регистрации температур.

4.9По окончании заключительной термообработки угловой и стыковой швы штуцера, атакже примыкающие участки длиной не менее чем по 100 мм стыка паропроводаподлежат контролю качества неразрушающими методами, в том числе:

УЗК в объеме 100 %;

МПД (или визуальным контролемпротравленной реактивом 5 — 10 %-го водного раствора азотной кислоты) наружнойповерхности швов на указанных выше местах и прилегающих участков основногометалла шириной не менее 30 мм;

методомметаллографического анализа с реплик в местах примыкания углового шва штуцерасо стыком паропровода.

В случае выявлениянедопустимых дефектов, забракованные места сварных соединений должныремонтироваться.

4.10 Конструкция глухогоштуцера, приваренного к стыковому соединению паропровода, представлена на рисунке4.5данного приложения.

1 — штуцер Dy ³ 100 мм; 2 -центробежнолитая труба; 3 — донышко штуцера; 4 — угловой шов соединения штуцерас паропроводной трубой; 5 — стыковой шов соединения донышка со штуцером

Рисунок 4.5 — Рекомендуемая конструкцияглухого штуцера Dy³ 100 мм, вводимая в эксплуатацию насварном стыке паропровода из центробежнолитых труб

5 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА И СВАРНЫХСОЕДИНЕНИЙ

5.1Контроль качества основного металла и сварных соединений в процессе выполненияШСС проводится согласно рекомендациям, указанным в пп. 2.1, 3.2, 4.6 и 4.9 данного приложения.

5.2В процессе эксплуатации качество сварных соединений контролируется каждые 15 -17 тыс. ч наработки; места и методы контроля согласно п. 4.9данного приложения.

5.3Качество сварных соединений методами УЗК, МПД, при металлографическом анализе спомощью реплик (браковочным признаком является наличие скоплений или цепочекпор ползучести и (или) микротрещин по границам зерен металла) и визуальнымконтролем оценивается в соответствии с требованиями действующей нормативнойдокументации.

Приложение5ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Термин

Определение

Ресурс парковый

Наработка однотипных по конструкции,маркам стали и условиям эксплуатации элементов теплоэнергетическогооборудования, которая обеспечивает их безаварийную эксплуатацию присоблюдении требований настоящей Инструкции и «Правил технической эксплуатацииэлектрических станций и сетей Российской Федерации»

Ресурс остаточный

Суммарная наработка объекта от моментаконтроля его технического состояния до перехода в предельное состояние

Наработка

Продолжительность работы объекта,измеряемая в часах

Предельное состояние

Состояние объекта, при котором егодальнейшая эксплуатация либо восстановление работоспособного состоянияневозможны или нецелесообразны

Техническое состояние объекта

Состояние, которое характеризуется вопределенный момент времени, при определенных условиях внешней средызначениями параметров, установленных технической документацией на объект

Гиб

Колено, изготовленное с применениемдеформации изгиба трубы

Колено

Фасонная часть, обеспечивающая изменениенаправления потока рабочей среды под угол от 15 до 180°

Контроль технического состояния

Проверка соответствия значенийпараметров объекта требованиям технической документации и определение на этойоснове одного из данных видов технического состояния в данный момент времени.

Примечание — Видамитехнического состояния являются, например, исправное, работоспособное,неисправное, неработоспособное и т.п. в зависимости от значений параметров вданный момент времени

Дефект

Каждое отдельное несоответствиепродукции установленным требованиям

Дефект одиночный

Одиночными считаются дефекты, расстояниемежду ближайшими кромками которых превышает утроенное значение максимального

СОДЕРЖАНИЕ

1 общие положения. 1

2 парковыйресурс. 2

3 методы,объемы и сроки контроля металла центробежнолитых труб паропроводов. 2

4 порядокпродления срока службы паропровода после выработки паркового ресурса. 3

5 основныеметодические положения по проведению контроля металла центробежнолитых труб исварных соединений. 3

5.1 основнойметалл центробежнолитых труб. 3

5.2 сварныесоединения. 5

6 критерииоценки состояния металла. 6

6.1 основнойметалл центробежнолитых труб. 6

6.2 сварныесоединения. 7

7 заключительныеположения. 7

Приложение 1. Дефекты технологического происхожденияметалла центробежнолитых труб стали 15х1м1ф.. 7

Приложение 2. Шкала ликвационных микроструктур металлацентробежнолитых труб из стали 15х1м1ф.. 9

Приложение 3. Шкала микроповреждаемостиметалла центробежнолитых труб из стали 15×1м1ф.. 11

Приложение 4. Технологияприварки глухого штуцера dу³100 мм в стыковое сварное соединение паропровода горячего промперегрева изцентробежнолитых труб в зоне отверстия, полученного в результате вырезкиконтрольной пробки. 11

Приложение 5. Термины и определения. 17

 

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.

Обратите внимание

Наша компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ входит в состав некоммерческой организации АНО МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ КОЛЛЕГИЯ СУДЕБНЫХ ЭКСПЕРТОВ. Мы так же оказываем услуги по независимой строительной технической эесаертизе.

1.1 Настоящая Инструкциярегламентирует порядок проведения технического диагностирования паропроводов изцентробежнолитых труб, включая методы, объемы и периодичность контроля, а такженормы и критерии оценки качества основного металла и сварных соединений.

1.2 Контроль проводится сцелью выявления и отбраковки дефектных центробежнолитых труб и их сварныхсоединений.

1.3 Значения парковогоресурса основных элементов паропроводов из центробежнолитых труб, а такжеметоды, объем и периодичность контроля металла при эксплуатации в пределахпаркового ресурса изложены в разделах 2 и 3 настоящей Инструкции.

1.4 Возможность продлениясрока эксплуатации паропроводов из центробежнолитых труб сверх парковогоресурса основывается на положительных результатах обследования (в том численеразрушающего контроля, лабораторных исследований) и расчетных оценокостаточного ресурса.

Конкретно возможность,срок и условия дальнейшей эксплуатации паропроводов из центробежнолитых трубсверх паркового ресурса устанавливаются в соответствии с разделом 4настоящей Инструкции.

2 ПАРКОВЫЙ РЕСУРС

Парковый ресурс паропроводов,изготовленных из центробежнолитых труб, приведен в таблице 1.

Таблица 1

Типоразмер паропровода из стали 15Х1М1Ф

Номинальные параметры пара

Парковый ресурс основных элементовпаропроводов, тыс. ч

Парковый ресурс паропроводов в целом,тыс. ч

Dн,мм

Sн,мм

T °С

P МПа

Прямые трубы

Сварные соединения

920

32

545

3,9

100

100

100

630

25

545

3,9

100

100

100

630

28

545

3,9

100

100

100

630

25

545

2,5

150

150

150

Примечание — Парковый ресурспаропроводов из центробежнолитых труб, эксплуатируемых при параметрах, отличныхот указанных в таблице 1, и парковый ресурс стыковых сварных соединенийразнотолщинных элементов (например, соединений с литыми, коваными иштампованными деталями) устанавливается дополнительно.

3 МЕТОДЫ, ОБЪЕМЫ И СРОКИ КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛА ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ТРУБПАРОПРОВОДОВ

Контроль металлацентробежнолитых труб проводится в соответствии с требованиями, изложенными втаблице 2.

Таблица 2

Объект контроля

Метод контроля

Объем контроля

Сроки проведения контроля

Примечание

Прямые трубыиз стали 15Х1М1Ф

Измерениеостаточной деформации

100 %

При наработке50000, 100000, 150000 и 200000 ч

При достиженииостаточной деформации, равной половине допустимого значения, измерения еепроводятся каждые 25000 ч

Металлографическийанализ с оценкой свойств металла и микроповреждаемости на вырезке

Не менее 2труб

При наработке100000 и 200000 ч

Металлографическийанализ проводится на отобранных пробках или на вырезке

Сварныестыковые соединения

УЗТ

100 %

При наработке100000 ч

Толщина стенкиконтролируется один раз в зоне сварного соединения (место расточки подподкладное кольцо)

ТВ

100 %

При наработке100000, 150000 и 200000 ч

Измеряетсятвердость металла шва и примыкающего основного металла.

Контролюподлежат заводские стыки, а также стыки с ремонтными подварками

Металлографическийанализ с помощью реплик ЗТВ сварного соединения

10 %

При наработке100000, 150000 и 200000 ч

Контролюподвергаются стыки:

сразупрочненным металлом шва (твердость шва ниже твердости основного металла);

с подваркой;

разнотолщинныхэлементов (труба — штампосварное колено и др.)

Исследованиеструктуры и свойств металла на вырезке

Одно сварноесоединение с основным металлом на паропровод

При наработке100000 и 200000 ч

Вместо вырезкисварного соединения (катушки) допускается вырезка пробки диаметром не менее120 мм с последующей вваркой глухого штуцера

Примечания

1 Объем и периодичность контроля после выработкипаркового ресурса металла паропроводов изложены в разделе 4настоящей Инструкции.

2 В разделе 3 настоящей Инструкции принятыследующие сокращения:

УЗТ — ультразвуковая толщинометрия; ТВ — измерениетвердости; ЗТВ — зона термического влияния; УЗК — ультразвуковой контроль; МПД- магнитопорошковая дефектоскопия; ЦД — цветная дефектоскопия.

4 ПОРЯДОК ПРОДЛЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ ПАРОПРОВОДА ПОСЛЕ ВЫРАБОТКИПАРКОВОГО РЕСУРСА

4.1 Парковый ресурспаропровода, изготовленного из центробежнолитых труб, не является предельнымсроком эксплуатации.

Продление срока службыпаропроводов сверх паркового ресурса осуществляется на основании:

— поверочного расчета напрочность от действия внутреннего давления с оценкой запаса прочностицентробежнолитых труб;

— поверочных расчетов напрочность с учетом всего комплекса нагружающих факторов в соответствии сдействующей нормативной документацией, с оценкойостаточного ресурса для основного металла и сварных соединений;

-анализа режимов эксплуатации и результатов контроля за весь срок службы,включая ревизию опорно-подвесной системы.

4.2К эксплуатации сверх паркового ресурса паропровод из центробежнолитых трубдопускается при условии, что его металл, включая сварные соединения, порезультатам обследования удовлетворяет критериям качества, изложенным в разделе6данной Инструкции. Допустимый срок продления эксплуатации паропроводаустанавливается на основании результатов расчета остаточного ресурса с учетомфактических данных о структурном состоянии основного металла и сварныхсоединений, а также характеристик длительной прочности.

4.3Решение о возможности и сроке продления эксплуатации паропровода послеотработки им паркового ресурса принимается на основании заключения экспертнойорганизации, аккредитованной в установленном порядке.

5 ОСНОВНЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮКОНТРОЛЯ МЕТАЛЛА ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ТРУБ И СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Дляоценки состояния основного металла и сварных соединений центробежнолитых труб ипригодности паропровода к дальнейшей эксплуатации контролируется и исследуетсяметалл в соответствии с требованиями данного раздела.

5.1 Основной металл центробежнолитых труб

5.1.1После выработки паркового ресурса или накопления остаточнойдеформации более 0,5 % техническое состояние паропровода и возможность егодальнейшей эксплуатации оцениваются на основании результатовконтроля и диагностики состояния металла.

5.1.2Вырезка катушки или отбор пробки основного металла совмещаются с вырезкойсварного стыка или отбором пробки сварного соединения.

Навырезанных образцах металла определяются механические свойства и проводитсяметаллографический анализ.

5.1.3Металлографический анализ должен включать оценку состояния макро- имикроструктуры металла труб.

5.1.4Макроструктурный анализ проводится на темплетах по всему поперечному сечениюстенок труб для фиксирования ликвационной полосчатости и визуального выявлениямакронесплошностей технологического происхождения. Результаты анализасравниваются с данными, приведенными в технических условиях.

5.1.5Микроструктурный анализ проводится на шлифах поперечного сечения стенок трубкак в зонах с основной структурой, так и в ликвационной зоне, примыкающейглавным образом к внутренней поверхности трубы, для выявления степени развитияликвационных структур и фиксирования микродефектов технологическогопроисхождения (приложение 1). Результаты анализа сравниваются с даннымипо шкале ликвационных микроструктур металла центробежнолитых труб из стали15Х1М1Ф, приведенной в приложении 2.

5.1.6Микроповрежденность металла, которая развивается в процессе эксплуатации,исследуется на шлифах поперечного сечения стенок труб как в зонах с основнойструктурой, так и в ликвационной зоне, примыкающей, главным образом, квнутренней поверхности трубы. Полученные данные оцениваются по шкале микроповреждаемостиметалла центробежнолитых труб из стали 15Х1М1Ф приложения 3 безучета исходных технологических дефектов.

Объемнаядоля пор ΔV(%), т.е. доля площади, занимаемой порами на шлифе, рассчитывается по формуле

,                                             (1)

где Vi — объем пор;

V — объем металла;

Si — доля площади шлифа, занятая порами;

S — площадь поверхности шлифа;

SF — исследуемая площадьшлифа;

i …N- количество пор;

Рi = di/Di — коэффициент сферичностиотдельной поры;

Di и di- максимальный и минимальный размер поры соответственно.

Сучетом расчетной формулы (1) для увеличения ´500ΔV(%) рассчитывается по формуле

,                                                   (2)

где n — количество просмотренных полей.

Объемнаядоля пор определяется на участках с максимальным их сосредоточением.

5.1.7Образцы для механических испытаний необходимо вырезать из зон металла,примыкающих к внутренней поверхности труб.

5.1.8По результатам металлографического анализа и значениям механических свойствэкспертная организация решает вопрос о необходимости дополнительной вырезки дляопределения жаропрочности.

5.1.9При выявлении в металле центробежнолитых труб микроповрежденности, оцениваемойбаллами 6 и 7 шкалы микроповреждаемости металла центробежнолитых труб из стали15Х1М1Ф (см. приложение 3), и (или) превышении критических значенийостаточной деформации допускается временная дальнейшая эксплуатация труб на ограниченныйсрок по согласованию с экспертной организацией.

5.1.10Остаточная деформация труб измеряется микрометром (точностьшкалы 0,05 мм) по реперам, устанавливаемым на трубах длиной 500 мм и более.Реперы располагают по двум взаимно перпендикулярным диаметрам в средней частикаждой прямой трубы. При невозможности установки реперов в этих направленияхдопускается установка только одной пары реперов.

Реперык телу контролируемой трубы должны привариваться с помощью ручной дуговой илиаргонодуговой сварки. Установка реперов на трубы и нанесение на исполнительнуюсхему-формуляр мест их расположения производится во время монтажа принепосредственном участии представителя лаборатории металлов и владельцапаропровода.

Реперына схеме должны иметь нумерацию, остающуюся постоянной в течение всего периодаэксплуатации паропровода.

Местаих расположения должны быть отмечены указателями, выступающими над поверхностьюпаропровода.

Остаточнаядеформация ползучести измеряется при температуре стенки труб не выше 50 °С.Результаты измерений заносятся в формуляр.

Остаточнаядеформация ползучести ΔE(%) от начала эксплуатации до момента измерения определяется по формуле

,                                              (3)

где Di -диаметр, измеренный по реперам при i-ом измерении в двух взаимно перпендикулярныхнаправлениях (Dг- горизонтальное, Dв- вертикальное);

Dисх- исходный диаметр трубы, измеренный по реперам в исходном состоянии;

Dтр- наружный диаметр трубы, измеренный вблизи реперов в двухвзаимно перпендикулярных направлениях в исходном состоянии.

Вформулу (3)подставляются значения измерений как в горизонтальном, так и в вертикальномнаправлениях. Наибольшее значение принимается за расчетное. Меньшее изполученных значений также заносится в формуляр. Сводные результаты измеренийостаточной деформации по всем трубам, на которых проводились измерения заистекший год, заносятся в отдельный формуляр.

5.1.11Состояние опорно-подвесной системы проверяется всоответствии с требованиями действующей нормативной документации.

5.2 Сварные соединения

5.2.1Оценка состояния и возможности продления срока службы сварных соединенийустанавливаются на основании результатов их контроля, а также исследованийструктуры и свойств металла сварных соединений на образцах из вырезки стыка илипробки из паропровода.

5.2.2Стыковое сварное соединение вырезается из паропровода с помощью газовой резки:ацетилено-кислородной или смеси любого горючего газа с кислородом. Длинавырезаемого сварного трубного элемента с кольцевым швом посередине должнасоставлять не менее 250 мм. Вырезанный сварной трубный элемент следуетотторцевать на токарном станке до длины не менее 200 мм со швом посередине.Сварной трубный элемент на поперечные шву погоны-темплеты разрезается толькомеханическим способом на фрезерном или строгальном станке.

Пробкаиз действующего паропровода вырезается только механическим способом:фрезерованием, высверливанием… Она должна быть диаметром не менее 120 мм споследующей приваркой глухого штуцера в сварное соединение паропровода.

Технология приваркиглухого штуцера Dу ³ 100 мм в стыковоесварное соединение паропровода горячего промперегрева из центробежнолитых трубв зоне отверстия, полученного в результате вырезки контрольной пробки приведенав приложении 4.

5.2.3 Образцы изпогонов-темплетов для проведения испытаний и исследований изготавливаютсятолько механическим способом: точением, строганием, фрезерованием, шлифованием,полированием.

5.2.4 При исследованиисварного соединения, вырезанного из действующего паропровода, определяются:

— твердость основногометалла, зоны термического влияния (ЗТВ) и металла шва соединения в 3 — 4продольных сечениях на шлифе поперечного сечения стыка;

— кратковременныемеханические свойства при комнатной и рабочей температурах по результатамисследований гладких образцов на растяжение и образцов с надрезом Менаже наударный изгиб, надрез наносится по зоне сплавления;

— статическаятрещиностойкость при комнатной и рабочей температурах по результатам испытанияобразцов с надрезом;

— химический составметалла шва и при необходимости дополнительно основного металла и карбидный анализметалла этих зон;

— качество зон сварногосоединения по результатам металлографического анализа трех макрошлифовпоперечного сечения;

— микроструктура имикроповрежденность зон сварного соединения по результатам металлографическогоисследования 2 — 3 микрошлифов поперечного сечения;

— жаропрочные свойства(при необходимости).

При исследованиифрагмента сварного соединения (пробки), вырезанного из действующегопаропровода, определяются:

— твердость металла зонсварного соединения;

— химический состав металлашва;

— макро- имикроструктура с оценкой микроповрежденности металла зон сварного соединения.

При исследованииосновного металла центробежнолитых труб определяются:

— кратковременныемеханические свойства при комнатной и рабочей температурах;

— критическаятемпература хрупкости;

— состояние макро- имикроструктуры по сечению стенок труб;

— микроповрежденностьосновной и ликвационной структуры порами с определением объемной доли пор;

— жаропрочные свойства(при необходимости).

6 КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛА

6.1 Основной металл центробежнолитых труб

6.1.1 Остаточная деформациядля труб из стали 15Х1М1Ф не должна превышать 1,0 %.

6.1.2 Допускается врезультате эксплуатации в условиях ползучести уменьшение уровня требований техническихусловий кратковременного предела прочности и предела текучести не более чем на60 и 80 МПа соответственно.

Снижение по сравнению суровнем требований технических условий характеристик ударной вязкости икратковременной пластичности не допускается.

6.1.3 В макроструктуре трубне должно быть трещин, расслоений, флокенов. Допускаются отдельные шлаковые,песчаные, газовые раковины наибольшим линейным размером до 1 мм.

6.1.4 Трубы, в макроструктуреметалла которых обнаружена ликвационная полосчатость в объеме более 50 %, недолжны допускаться к эксплуатации.

6.1.5 При микроструктурноманализе браковке должны подвергаться трубы с ликвационными зонами Vбалла шкалы ликвационных микроструктур металла центробежнолитых труб из стали15Х1М1Ф (см. приложение 2). Микроструктурный анализ металла труб сликвационными зонами IV балла шкалы гладкихобразцов должен быть подтвержден удовлетворительными данными ударной вязкости икратковременной пластичности на образцах, вырезанных из зоны ликвации.

6.1.6 Микроповрежденностьструктуры не должна превышать балла 5 шкалы микроповреждаемости металлацентробежнолитых труб из стали 15Х1М1Ф (см. приложение 3).

6.1.7 При обнаружении вовремя эксплуатации труб с браковочной структурой необходимо провестидополнительные испытания и диагностировать состояние металла по специальнойпрограмме.

6.2 Сварные соединения

6.2.1 Качество и состояниенаружной поверхности сварных соединений должны удовлетворять требованиямдействующей нормативной документации.

6.2.2 Кратковременныемеханические свойства сварных соединений по результатам измерения твердости ииспытания образцов на растяжение и ударный изгиб при температуре 20 °С,химический состав сварных швов должны соответствовать требованиям действующейнормативной документации.

6.2.3 Качество сварныхсоединений по результатам металлографического анализа, включающего макроанализшлифов поперечного сечения, микроанализ шлифов или реплик (при этом браковочнымпризнаком является наличие цепочек или скопление пор ползучести по границамзерен и (или) микротрещин) должно соответствовать требованиям действующейнормативной документации.

6.2.4 Качество сварныхсоединений по результатам проверки методами УЗК, МПД (или ЦД, или визуальнымконтролем травленой 5 — 10 %-ным водным раствором азотной кислоты поверхности)должно удовлетворять нормам качества и отвечать нормативным требованиям,изложенным в действующей нормативной документации.

6.2.5 Длительная прочностьсварных соединений должна удовлетворять требованиям действующей нормативнойдокументации с учетом наработки паропровода горячего промперегрева. Длительнаяпластичность (относительное сужение в месте разрушения образцов при испытаниина длительную прочность) должна быть не менее 10 %.

7 ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Термины и определения,используемые в настоящей Инструкции, приведены в приложении 5.

Приложение1ДЕФЕКТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГОПРОИСХОЖДЕНИЯ МЕТАЛЛА ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ТРУБ СТАЛИ 15Х1М1Ф

Приложение2ШКАЛА ЛИКВАЦИОННЫХ МИКРОСТРУКТУР МЕТАЛЛА ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХТРУБ ИЗ СТАЛИ 15Х1М1Ф

Структурноесостояние

Характеристикамикроструктуры металла по сечению стенки трубы

Морфологическиеособенности строения ликвационных зон

Показательбалльности ликвационной неоднородности

´ 100

´ 500

Ликвационная полосчатость отсутствует

Ферритно-бейнитная структура безпризнаков ликвационных выделений

I

Ликвационная полосчатость

Слабо развитые ликвационные выделения(прослойки), занимающие часть границ дендритных зерен, без дефектов типанесплошностей

II

То же

Развитые ликвационные прослойки, распределенныепо границам дендритов, без дефектов типа несплошностей

III

-«-

Развитые ликвационные прослойки слокализацией в них пор (³ 5 мкм)

VI

-«-

Развитые ликвационные прослойки слокализацией в них микротрещин

V

Приложение3ШКАЛА МИКРОПОВРЕЖДАЕМОСТИ МЕТАЛЛА ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ТРУБ ИЗСТАЛИ 15X1М1Ф

Структурноесостояние (´ 500)

Характерповреждаемости

Объемнаядоля пор в зонах с наибольшей вероятностью разрушения, %

Показательбалльности микроповрежденности металла

Поры отсутствуют

ΔV = 0

1

Отдельные поры по границам зеренразмером £ 1 мкм

ΔV £ 0,01

2

Цепочки из пор по границам зеренразмером ≈ 1 мкм. Отдельные поры до 2 мкм

ΔV = 0,01÷ 0,02

3

Слившиеся цепочки из пор размером 1 -1,5 мкм в пределах зерна. Отдельные поры размером до 2 мкм

ΔV = 0,02÷ 0,03

4

Слипшиеся цепочки из пор в пределахнескольких зерен. Отдельные поры размером 2 — 3 мкм

ΔV = 0,03÷ 0,10

5

Разветвленная система слившихся цепочекиз пор и микротрещин по границам зерен и субзерен раскрытием до 2 мкм.Отдельные поры размером 2 — 3 мкм

ΔV = 0,10÷ 0,20

6

Микротрещины в пределах нескольких зеренраскрытием до 3 мкм со скоплениями пор размером до 5 мкм

ΔV ³ 0,2

7

Приложение4ТЕХНОЛОГИЯ ПРИВАРКИ ГЛУХОГОШТУЦЕРА Dу ³ 100 мм В СТЫКОВОЕ СВАРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПАРОПРОВОДА ГОРЯЧЕГОПРОМПЕРЕГРЕВА ИЗ ЦЕНТРОБЕЖНОЛИТЫХ ТРУБ В ЗОНЕ ОТВЕРСТИЯ, ПОЛУЧЕННОГО ВРЕЗУЛЬТАТЕ ВЫРЕЗКИ КОНТРОЛЬНОЙ ПРОБКИ

1ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Последовательностьпроведения технологических операций следующая:

вырезка контрольнойпробки из стыкового сварного соединения паропровода;

проведение контролякачества металла штуцера и участка сварного соединения паропровода в зонеотверстия от вырезанной пробки;

сборка и приваркаштуцера угловым швом к стыку паропровода с выполнением промежуточнойтермической обработки;

обработка поверхностиуглового шва механическим способом, приварка донышка к штуцеру;

заключительнаятермообработка и контроль качества штуцерного сварного соединения, стыкапаропровода и стыка донышка со штуцером.

1.2 Допускается привариватьштуцер Dу ³ 100 мм к стыку паропровода при соблюдении следующихусловий:

твердость металла швастыкового сварного соединения паропровода не должна превышать 230 НВ идолжна быть выше твердости основного металла примыкающих центробежнолитых труб,а в зоне приварки штуцера должны отсутствовать ремонтные подварки на стыковомсварном соединении паропровода;

качество стыковогосварного соединения паропровода, оцененное неразрушающими методами контроля(УЗК, МПД и металлографическим анализом с помощью реплик) должно удовлетворятьтребованиям действующей нормативной документации (отсутствие скопленийили цепочек пор ползучести и (или) микротрещин по границам зерен металла);

должныбыть обеспечены:

свободноеосевое перемещение центробежнолитых труб в зоне сварки и термической обработкиот теплового расширения металла, при этом не допускается защемление трубныхэлементов;

невозможностьпопадания в зону сварки и термической обработки золы, нефтепродуктов, грязи,ржавчины, воды;

отсутствиесквозняка;

отсутствиевнешних изгибающих нагрузок в зоне сварки и термической обработки (принеобходимости должны быть установлены временные опоры).

2ОСНОВНОЙ И СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. СВАРОЧНО-ТЕРМИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

2.1 Штуцер и донышко штуцера изготавливаются точеными изпоковки или трубной заготовки, при этом штуцер должен быть утолщенным в районеего приварки к стыку паропровода (рисунок 4.1данного приложения). Размеры выбранного штуцера и донышка должны удовлетворять требованиямдействующих на эти детали ОСТ. Материалом штуцера и донышка служит сталь15Х1М1Ф; химический состав и свойства металла этих деталей должны удовлетворятьтребованиям технических условий, что должно быть подтверждено результатамихимического анализа и механических испытаний.

2.2В качестве сварочных материалов при ручной дуговой сварке применяются покрытыеэлектроды типа Э-09Х1МФ марок ТМЛ-3, ТМЛ-3у, ЦЛ-20 или ЦЛ-45 диаметром 3 и 4мм. Качество электродов и их хранение контролируется в соответствии стребованиями действующей нормативной документации. Перед сваркой электродыподлежат прокалке при температуре 360 — 400 °С в течение 2 — 2,5 ч.

Рисунок 4.1 — Рекомендуемые конструкцииутолщенного штуцера (1) и донышка (2) на примере штуцера Æ159´18 мм

На рабочем местеэлектросварщика электроды должны находиться в специальном переносномящике-пенале емкостью на одну-две пачки электродов с обеспечением защитыэлектродов от попадания на них воды, золы, нефтепродуктов и грязи.

2.3 В качестве источниковпитания сварочной дуги применяются сварочные выпрямители или преобразователипостоянного тока согласно рекомендациям действующей нормативной документации.

2.4 Для подогрева деталейпри сварке и термической обработки сварных соединений применяется электротермическоеоборудование с индукционными нагревателями и электронагревателямисопротивления, типы и Монтаж которых представлены в действующейнормативной документации. Температуры подогрева деталей при сварке итермической обработке сварных соединений регистрируются с помощью самопишущихприборов от термоэлектрических преобразователей (термопар) ХА(хромель-алюмелевых), типы и Монтаж которых должны соответствоватьрекомендациям действующей нормативной документации.

3 ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ И СБОРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ

3.1 Операции по вырезкеконтрольной пробки диаметром не менее 120 мм проводятся с наружной поверхностистыкового соединения паропровода механическим способом по одному из следующихвариантов:

фрезерованием с помощью специальногоустройства с перовым сверлом-фрезой;

сверлением сквозныхотверстий (сверлом диаметром 5 — 8 мм) по контуру намеченной окружности пробкии последующей вырубкой оставшихся перемычек металла между отверстиями с помощьюударного инструмента, например, крейцмесселя с молотком.

Рекомендуетсяпредварительно приварить к сварному шву вырезаемой пробки стальнойстержень-проволоку диаметром 5 — 6 мм с целью своевременного удержаниявырезанной пробки от попадания ее внутрь паропровода. Вырезаемая контрольнаяпробка должна располагаться симметрично относительно оси сварного шва.

3.2Торцевая поверхность отверстия и прилегающая к нему кольцевая наружнаяповерхность шириной не менее 40 мм подлежат механической обработке (шлифованию)и последующему визуальному контролю качества: перед контролем шлифованныеповерхности следует протравить в реактиве 5 — 10 %-го водного раствора азотнойкислоты. Качество поверхности оценивается в соответствии с требованиямидействующей нормативной документации.

3.3 Наружная и внутренняяповерхности торцов штуцера (и донышка) с шириной кольцевой зоны не менее 30 мм,а также поверхности скоса кромок под сварку должны быть зачищены механическимспособом (шлифованием до металлического блеска от окалины и ржавчины) иобезжирены.

3.4Штуцер следует устанавливать в зоне отверстия в стыке паропровода с помощьюподкладного стального кольца (рисунок 4.2 данного приложения),которое может быть изготовлено точеным или вальцованным из полосы или трубнойзаготовки; материал подкладного кольца — сталь 15Х1М1Ф, 12Х1МФ или 20. Ширинаподкладного кольца составляет 30 — 40 мм, толщина — от 4 до 5 мм. Штуцер долженрасполагаться перпендикулярно к продольной и поперечной осям центробежнолитыхтруб; кольцевой зазор в корневой части собранного под сварку штуцера долженсоставлять 5 — 8 мм.

Рисунок4.2 — Рекомендуемая схема собранного под сварку штуцера (1) с центробежнолитойтрубой наружным диаметром Dтрпаропровода (2) на подкладном кольце (3)

4 СВАРОЧНО-ТЕРМИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ. КОНТРОЛЬШТУЦЕРНОГО СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

4.1Штуцер до начала сварки следует скрепить со стыком паропровода двумяприхватками длиной по 40 — 50 мм и высотой 4 -6 мм в противоположных местах по периметру свариваемого углового шва. Прихваткиследует выполнять электродами диаметром 3 мм на режимах постоянного токаобратной полярности 90 — 110 А.

4.2Угловой шов должен выполняться многослойным способом сварки (рисунок 4.3данного приложения) кольцевыми валиками шириной 12 — 18 мм и высотой 6 — 8 мм сиспользованием электродов диаметром 3 и 4 мм на режимах постоянного токаобратной полярности 100 — 120 и 140 — 180 А соответственно. Заполнение разделкидолжно обеспечиваться по всему сечению с получением выпуклости (усиления) швавысотой около 15 — 20 мм.

Рисунок 4.3 — Рекомендуемаяпоследовательность выполнения углового шва многослойным способом кольцевымиваликами (1 — 9) в месте приварки штуцера к центробежнолитой трубе паропроводагорячего промперегрева

4.3 В процессе сварки (иприхватки) должен проводиться предварительный и сопутствующий подогрев деталейпри температуре 300 — 350 °С. Зона равномерного нагрева включает тело штуцера икольцевой участок центробежнолитых труб шириной не менее 300 мм по всемупериметру с расположенным в центре привариваемым штуцером. Способ нагрева -индукционный или электронагревателями сопротивления. Размещение нагревательныхустройств и режимы нагрева должны обеспечиваться в соответствии с рекомендациямидействующей нормативной документации. Температура подогрева должнарегистрироваться с помощью самопишущего прибора от 6 термоэлектрическихпреобразователей (термопар) ХА (рисунок 4.4 данного приложения).

4.4По окончании сварки углового шва проводится предварительная термообработкаштуцерного сварного соединения (ШСС) и стыка паропровода по режиму высокогоотпуска 735 — 765 °С в течение 1 ч, при этом технологию термической обработкиследует соблюдать с учетом требований действующей нормативной документации.Регистрация температур обеспечивается с помощью самопишущего прибора от 6термоэлектрических преобразователей ХА, схема расположения которыхсоответствует рекомендациям, приведенным на рисунке 4.4 данного приложения.

4.5 После проведенияпромежуточной термообработки (см. п. 4.4 данного приложения)штуцерное сварное соединение подвергается обработке механическим способом, приэтом:

выпуклость (усиление)углового шва с помощью шлифования обрабатывается до получения вогнутойповерхности с радиусом скругления не менее 50 мм и плавным переходом на галтельк поверхности штуцера и центробежнолитых труб паропровода;

подкладное кольцоудаляется с помощью шлифования или фрезерования до получения ровной гладкойповерхности корневой части шва заподлицо с внутренней поверхностью штуцера.

1 — штуцер Dу ³ 100 мм (Н -высота штуцера, мм); 2 — центробежнолитая труба паропровода; 3 — донышкоштуцера, привариваемого после проведения промежуточной термообработки угловогошва штуцера; 4 — угловой шов, соединяющий штуцер с паропроводной трубой; 5 -стыковой шов, соединяющий донышко со штуцером (сварка по п. 4.7данного приложения); 6 — стыковой шов, соединяющий центробежнолитые трубыпаропровода; Кт.и — контур теплоизоляции; Кн.у — контурнагревательных устройств при подогреве под сварку и послесварочнойтермообработке

Рисунок4.4 — Рекомендуемая схема размещения термоэлектрических преобразователей T1- Т6 для регистрации температур нагрева при сварке и термообработке

4.6Штуцерное сварное соединение с угловым швом подлежит контролю качестванеразрушающими методами, в том числе УЗК по всему периметру и примыкающихучастков стыка паропровода на длину не менее чем по 100 мм, а также визуальномуконтролю наружной поверхности этих швов.

4.7Стык донышка с торцевой частью штуцера собирается на остающемся подкладномкольце (материал кольца указан в п. 3.4 данного приложения);операции по сборке и сварке этого стыка выполняются по штатной технологиисогласно требованиям действующей нормативной документации.

4.8 После окончанияопераций по приварке донышка проводится заключительная термообработкаприваренного штуцера с донышком и стыком паропровода по режиму высокого отпускапри 735 — 765 °С в течение 2 ч. Рекомендации по термической обработкесоответствуют указанным в п. 4.4 данного приложения способам нагрева,технологии термообработки и регистрации температур.

4.9По окончании заключительной термообработки угловой и стыковой швы штуцера, атакже примыкающие участки длиной не менее чем по 100 мм стыка паропроводаподлежат контролю качества неразрушающими методами, в том числе:

УЗК в объеме 100 %;

МПД (или визуальным контролемпротравленной реактивом 5 — 10 %-го водного раствора азотной кислоты) наружнойповерхности швов на указанных выше местах и прилегающих участков основногометалла шириной не менее 30 мм;

методомметаллографического анализа с реплик в местах примыкания углового шва штуцерасо стыком паропровода.

В случае выявлениянедопустимых дефектов, забракованные места сварных соединений должныремонтироваться.

4.10 Конструкция глухогоштуцера, приваренного к стыковому соединению паропровода, представлена на рисунке4.5данного приложения.

1 — штуцер Dy ³ 100 мм; 2 -центробежнолитая труба; 3 — донышко штуцера; 4 — угловой шов соединения штуцерас паропроводной трубой; 5 — стыковой шов соединения донышка со штуцером

Рисунок 4.5 — Рекомендуемая конструкцияглухого штуцера Dy³ 100 мм, вводимая в эксплуатацию насварном стыке паропровода из центробежнолитых труб

5 КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА И СВАРНЫХСОЕДИНЕНИЙ

5.1Контроль качества основного металла и сварных соединений в процессе выполненияШСС проводится согласно рекомендациям, указанным в пп. 2.1, 3.2, 4.6 и 4.9 данного приложения.

5.2В процессе эксплуатации качество сварных соединений контролируется каждые 15 -17 тыс. ч наработки; места и методы контроля согласно п. 4.9данного приложения.

5.3Качество сварных соединений методами УЗК, МПД, при металлографическом анализе спомощью реплик (браковочным признаком является наличие скоплений или цепочекпор ползучести и (или) микротрещин по границам зерен металла) и визуальнымконтролем оценивается в соответствии с требованиями действующей нормативнойдокументации.

Приложение5ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Термин

Определение

Ресурс парковый

Наработка однотипных по конструкции,маркам стали и условиям эксплуатации элементов теплоэнергетическогооборудования, которая обеспечивает их безаварийную эксплуатацию присоблюдении требований настоящей Инструкции и «Правил технической эксплуатацииэлектрических станций и сетей Российской Федерации»

Ресурс остаточный

Суммарная наработка объекта от моментаконтроля его технического состояния до перехода в предельное состояние

Наработка

Продолжительность работы объекта,измеряемая в часах

Предельное состояние

Состояние объекта, при котором егодальнейшая эксплуатация либо восстановление работоспособного состоянияневозможны или нецелесообразны

Техническое состояние объекта

Состояние, которое характеризуется вопределенный момент времени, при определенных условиях внешней средызначениями параметров, установленных технической документацией на объект

Гиб

Колено, изготовленное с применениемдеформации изгиба трубы

Колено

Фасонная часть, обеспечивающая изменениенаправления потока рабочей среды под угол от 15 до 180°

Контроль технического состояния

Проверка соответствия значенийпараметров объекта требованиям технической документации и определение на этойоснове одного из данных видов технического состояния в данный момент времени.

Примечание — Видамитехнического состояния являются, например, исправное, работоспособное,неисправное, неработоспособное и т.п. в зависимости от значений параметров вданный момент времени

Дефект

Каждое отдельное несоответствиепродукции установленным требованиям

Дефект одиночный

Одиночными считаются дефекты, расстояниемежду ближайшими кромками которых превышает утроенное значение максимального

СОДЕРЖАНИЕ

1 общие положения. 1

2 парковыйресурс. 2

3 методы,объемы и сроки контроля металла центробежнолитых труб паропроводов. 2

4 порядокпродления срока службы паропровода после выработки паркового ресурса. 3

5 основныеметодические положения по проведению контроля металла центробежнолитых труб исварных соединений. 3

5.1 основнойметалл центробежнолитых труб. 3

5.2 сварныесоединения. 5

6 критерииоценки состояния металла. 6

6.1 основнойметалл центробежнолитых труб. 6

6.2 сварныесоединения. 7

7 заключительныеположения. 7

Приложение 1. Дефекты технологического происхожденияметалла центробежнолитых труб стали 15х1м1ф.. 7

Приложение 2. Шкала ликвационных микроструктур металлацентробежнолитых труб из стали 15х1м1ф.. 9

Приложение 3. Шкала микроповреждаемостиметалла центробежнолитых труб из стали 15×1м1ф.. 11

Приложение 4. Технологияприварки глухого штуцера dу³100 мм в стыковое сварное соединение паропровода горячего промперегрева изцентробежнолитых труб в зоне отверстия, полученного в результате вырезкиконтрольной пробки. 11

Приложение 5. Термины и определения. 17

 

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.

Обратите внимание

Наша компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ входит в состав некоммерческой организации АНО МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ КОЛЛЕГИЯ СУДЕБНЫХ ЭКСПЕРТОВ. Мы так же оказываем услуги по независимой строительной технической эесаертизе.