|
Стр. 1
Утверждены
Постановлением
Госгортехнадзора России
от 6 сентября 2001 г. N 39
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ПРОВЕДЕНИЮ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ ОСТАТОЧНОГО
СРОКА СЛУЖБЫ СОСУДОВ И АППАРАТОВ
РД 03-421-01
В настоящих Методических указаниях изложены технические
требования и рекомендации по проведению диагностирования
технического состояния и определению остаточного срока службы
сосудов и аппаратов, эксплуатируемых в химической,
нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях
промышленности.
При разработке настоящих Методических указаний учтены опыт и
практические результаты диагностирования технического состояния
сосудов и аппаратов, использована современная методология оценки и
прогнозирования технического состояния, изложен порядок проведения
и оформления результатов диагностирования технического состояния
сосудов и аппаратов.
В развитие основных требований настоящих Методических указаний
могут выпускаться нормативные технические документы с учетом
конструктивных особенностей и условий эксплуатации оборудования.
ВВЕДЕНИЕ
Настоящие Методические указания распространяются на
отечественные и зарубежные стальные сосуды и аппараты химической,
нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслей
промышленности. Методические указания могут быть распространены на
сосуды других отраслей при условии, что на них распространяются
требования Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов,
работающих под давлением (ПБ 10-115-96), Правил проектирования,
изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных
(ПБ 03-384-00) <*>, ОСТ 24.201.03-90 "Сосуды и аппараты стальные
высокого давления. Общие технические требования".
--------------------------------
<*> До введения ПБ 03-384-00 действует ОСТ 26-291-94 "Сосуды и
аппараты стальные сварные. Общие технические условия".
Настоящие Методические указания содержат основные требования и
рекомендации к проведению диагностирования технического состояния
<*> и определению остаточного ресурса эксплуатации сосудов.
--------------------------------
<*> Далее - техническое диагностирование.
Термины и их определения, примененные в настоящих Методических
указаниях, приведены в Приложении А.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Техническое диагностирование сосудов и аппаратов в целях
определения возможности их дальнейшей эксплуатации и остаточного
ресурса проводится в следующих случаях:
после аварий;
после ремонтно-восстановительных работ с применением сварки;
при выявлении случаев нарушения установленного регламента
эксплуатации (повышения рабочего давления, расширения диапазона
рабочих температур, увеличения цикличности нагружения и др.);
по истечении установленного в паспорте сосуда срока
эксплуатации (исчерпании установленного ресурса);
при отсутствии в паспорте сосуда расчетного срока службы после
эксплуатации в течение 20 лет, если нет других решений о расчетном
сроке службы, согласованных с Госгортехнадзором России;
при отсутствии в паспорте сосуда, работающего при переменном
режиме нагружения, допускаемого числа циклов нагружения;
при утрате паспорта сосуда;
наступления сроков, установленных по результатам предыдущих
технических диагностирований.
1.2. Работы по техническому диагностированию сосудов носят
комплексный характер и в общем случае включают:
а) анализ технической документации;
б) наружный и внутренний осмотр, визуально-измерительный
контроль сосуда;
в) контроль соответствия системы автоматизации требованиям
Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих
под давлением (ПБ 10-115-96);
г) неразрушающий контроль качества сварных соединений,
толщинометрию;
д) определение химического состава, металлографические
исследования, оценку механических свойств основного металла и
сварных соединений;
е) проведение коррозионных исследований;
ж) анализ результатов технического диагностирования и
проведение расчетов на прочность;
з) анализ повреждений и параметров технического состояния
сосуда и установление критериев предельного состояния;
и) проведение уточненных расчетов на прочность;
к) определение остаточного ресурса сосуда;
л) гидравлические (пневматические) испытания.
Работы по подп. "а", "б", "в", "г", "ж", "к", "л" носят
обязательный характер.
Работы по подп. "д", "е", "з", "и" могут проводиться
дополнительно к основным работам при технической необходимости.
1.3. Объем работ по техническому диагностированию сосуда
определяется по каждому конкретному объекту с учетом особенностей
конструкции, сроков и условий эксплуатации.
1.4. Работы по техническому диагностированию сосуда должны
выполняться по программе, разрабатываемой в соответствии с
требованиями настоящих Методических указаний.
1.5. При оценке ресурса группы сосудов, однотипных по
конструктивному и материальному исполнению и работающих в
одинаковых условиях, производится полный комплекс работ по
настоящим Методическим указаниям для отдельных представителей
группы сосудов и в зависимости от полученных результатов может
быть снижен объем контрольных работ на других сосудах данной
группы.
1.6. Техническое диагностирование сосудов выполняется
специализированной организацией силами специалистов, аттестованных
в установленном порядке.
1.7. На основании результатов технического диагностирования
специализированная организация выдает заключение о возможности и
условиях дальнейшей безопасной эксплуатации сосуда (далее -
Заключение), оформленное в установленном порядке.
1.8. В случае, если в Заключении возможность дальнейшей
эксплуатации сосуда допускается только при условии его ремонта,
все ремонтные работы, включая разработку технологии ремонта,
должны проводиться согласно требованиям Правил устройства и
безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением
(ПБ 10-115-96) [1], и Положения о порядке безопасного проведения
ремонтных работ на химических, нефтехимических и
нефтеперерабатывающих опасных производственных объектах
(РД 09-250-98) [62].
1.9. К выполнению сварочных работ на сосудах должны
допускаться специалисты, аттестованные в установленном порядке.
1.10. Все участки основного металла или сварных соединений,
подвергавшиеся ремонту с применением сварки, следует
проконтролировать двумя или более неразрушающими методами, один из
которых предназначен для обнаружения поверхностных дефектов, а
второй - для выявления внутренних дефектов; в необходимых случаях
следует провести толщинометрию с оформлением соответствующих
заключений о результатах контроля (Приложение Б).
2. ПОДГОТОВКА СОСУДОВ И АППАРАТОВ
К ТЕХНИЧЕСКОМУ ДИАГНОСТИРОВАНИЮ
2.1. Перед диагностированием сосудов и аппаратов следует
прекратить их эксплуатацию, освободить внутреннее пространство от
заполняющей среды, отключить заглушками от всех трубопроводов,
соединяющих диагностируемые сосуды с источниками давления и
другими сосудами и оборудованием.
Применяемые для отключения сосудов заглушки, устанавливаемые
между фланцами, должны быть соответствующей прочности и иметь
выступающую часть (хвостовик), по которой определяется наличие
поставленной заглушки. Устанавливаемые между фланцами прокладки
должны быть без хвостовиков.
2.2. При необходимости, если внутреннее пространство сосуда
было загрязнено какими-либо вредными веществами, оно должно быть
очищено и нейтрализовано в соответствии с инструкцией по
безопасному ведению работ на предприятии - владельце сосуда.
2.3. Внутренняя и наружная поверхности сосуда очищаются от
продуктов коррозии и оставшейся грязи с использованием
металлической щетки и ветоши, смоченной растворителем, а
контролируемые сварные соединения с внутренней или наружной
стороны зачищаются до металлического блеска механическим методом
(шлифмашинкой, абразивом и т.п.) до Rz40 - Rz20 на ширину 50 - 100
мм (в зависимости от толщины стенки сосуда) по обе стороны от оси
шва. При зачистке ось вращения инструмента должна быть параллельна
оси контролируемых сварных швов.
2.4. Футеровка, изоляция и другие виды покрытий должны быть
частично или полностью удалены, если имеются признаки, указывающие
на возможность возникновения дефектов материала силовых элементов
конструкции сосуда (неплотность футеровки, отдулины, следы
промокания изоляции и т.п.).
2.5. Подготовленные к техническому диагностированию
поверхности необходимо высушить сжатым воздухом.
2.6. Необходимо оснастить сосуд достаточным освещением от
источника тока напряжением не более 12 В, а для сосудов,
работающих со взрывоопасными средами и (или) во взрывоопасных
зонах, - освещением светильниками во взрывозащищенном исполнении с
соответствующей степенью или уровнем защиты.
2.7. Должны быть оборудованы безопасные подходы к сосуду и в
случае необходимости установлены леса, лестницы, переходные
мостики и ограждения для осмотра верхней части сосуда и проведения
технического диагностирования.
2.8. Работы по подготовке сосуда к техническому
диагностированию выполняются организацией - владельцем сосуда.
2.9. Работы по подготовке сосуда завершаются оформлением акта
о готовности сосуда и передачей акта специализированной
организации, выполняющей техническое диагностирование.
3. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
3.1. Анализ технической документации
3.1.1. Анализ технической документации на сосуд проводится в
целях:
проверки наличия паспорта сосуда и правильности его
заполнения;
установления фактических условий эксплуатации сосуда и
соответствия их паспортным данным;
анализа результатов предшествовавших диагностированию
технических освидетельствований, ранее проведенных
диагностирований и ремонтно-восстановительных работ;
уточнения фактической наработки сосуда в часах или циклах
нагружения (для сосудов периодического действия).
3.1.2. Анализу в общем случае подвергается следующая
техническая документация:
паспорт сосуда, работающего под давлением;
сборочный чертеж;
ремонтная документация;
эксплуатационные документы;
предписания территориального органа Госгортехнадзора России;
заключения по результатам предыдущих технических
освидетельствований и технических диагностирований.
При анализе технической документации проверяются:
наличие в паспорте сосуда записи о его регистрации;
соответствие заводской маркировки сосуда на корпусе и на
фирменной табличке паспортным данным;
использование сосуда по прямому назначению.
По результатам анализа технической документации уточняется
программа технического диагностирования.
3.1.3. Особое внимание уделяется анализу сведений о
повреждениях и неисправностях в работе сосуда и о причинах,
приведших к ним.
3.2. Оперативная (функциональная) диагностика
3.2.1. Рабочая (проектная) документация на систему
автоматизации сосудов должна соответствовать требованиям разд. 5
Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих
под давлением (ПБ 10-115-96).
3.2.2. Контрольно-измерительные приборы (КИП), установленные
на щитах системы автоматизации (СА) и по месту, должны
соответствовать рабочей (проектной) документации на СА сосуда.
3.2.3. КИП должны быть метрологически поверены и иметь
соответствующие клейма и отметки.
3.2.4. Блокировки безопасности, выполненные на сосуде и в СА,
должны соответствовать рабочей (проектной) документации.
3.2.5. Если выявлено несоответствие КИП измеряемым параметрам,
а блокировок безопасности - требованиям ПБ 10-115-96 или рабочей
(проектной) документации, то решение о дальнейшей эксплуатации
сосуда принимается организацией - разработчиком документации или
специализированной организацией, проводящей техническое
диагностирование сосуда.
Специализированная организация, выполняющая техническое
диагностирование, выдает заключение о возможности дальнейшей
безопасной эксплуатации сосуда после устранения выявленного
несоответствия.
3.2.6. Результаты контроля соответствия СА сосуда требованиям
Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих
под давлением (ПБ 10-115-96), оформляются в виде раздела к отчету
или акта проверки, являющегося приложением к основному Заключению.
3.3. Разработка программы
технического диагностирования
3.3.1. Работы по техническому диагностированию сосудов и
аппаратов должны выполняться по программе, разрабатываемой на
сосуд или группу сосудов на основании настоящих Методических
указаний и с учетом требований норм и правил, предъявляемых к
сосудам при их изготовлении.
3.3.2. Программа технического диагностирования должна
составляться с учетом особенностей конструкции и условий
эксплуатации сосуда и предусматривать перечень и объем работ,
соответствующих требованиям настоящих Методических указаний.
3.3.3. Программа должна разрабатываться специализированной
организацией, выполняющей работы по техническому диагностированию,
и подлежит согласованию в установленном порядке.
3.4. Проведение наружного и внутреннего осмотра
3.4.1. Наружный и внутренний осмотр сосуда проводится в целях
выявления дефектов, которые могли возникнуть как в процессе его
эксплуатации, так и при его изготовлении, транспортировке и
монтаже.
3.4.2. При осмотре защитные покрытия и изоляция подлежат
удалению на участках поверхности сосуда, где имеются явные
признаки нарушения их целостности.
Необходимость удаления защитного покрытия и изоляции на других
участках поверхности сосуда определяется специалистами
организации, проводящей техническое диагностирование.
3.4.3. Осмотру подлежат все доступные сварные соединения
сосуда и его элементы в целях выявления в них следующих дефектов:
трещин;
свищей и пористости швов;
подрезов, наплывов, прожогов, незаплавленных кратеров;
смещений и уводов кромок стыкуемых элементов свыше норм,
предусмотренных Правилами устройства и безопасной эксплуатации
сосудов, работающих под давлением (ПБ 10-115-96), Правилами
проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов
стальных сварных (ПБ 03-384-00) и ОСТ 24.201.03-90 "Сосуды и
аппараты стальные высокого давления. Общие технические
требования";
несоответствий форм и размеров швов требованиям технической
документации;
деформаций поверхности сосуда (в виде вмятин, отдулин и т.п.).
3.4.4. Особое внимание следует обратить на состояние сварных
соединений в зонах концентрации напряжений (местах приварки
горловины люка и штуцеров к обечайке и днищам, особенно в зонах
входных и выходных штуцеров, на участках пересечения швов, в зонах
сопряжения обечайки с днищами, местах приварки опорных узлов и
др.), а также в местах возможного скопления конденсата и зонах
проведенного ранее ремонта.
3.4.5. Для сосудов из аустенитных сталей особое внимание при
осмотре следует уделять местам возможного попадания на поверхность
сосуда воды, паров и влажных газов ввиду возможного образования в
этих местах коррозионных трещин.
3.4.6. При проведении осмотра в случае возникающих сомнений по
классификации и размерам выявленных дефектов следует применять
лупу 4 - 20-кратного увеличения, а также по усмотрению
специалиста, выполняющего осмотр, любой из неразрушающих методов,
указанных в п. п. 3.6.1 - 3.6.3, 3.6.5 - 3.6.7 настоящих
Методических указаний.
3.4.7. Оценка выявленных при осмотре деформированных участков
поверхности сосуда производится путем замера максимального прогиба
и площади деформированного участка. Замер производится мерительным
инструментом, обеспечивающим погрешность +/- 1,0 мм.
3.4.8. Нормы допустимых дефектов, выявленных при наружном и
внутреннем осмотре, должны соответствовать требованиям Правил
устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под
давлением (ПБ 10-115-96), Правил проектирования, изготовления и
приемки сосудов и аппаратов стальных сварных (ПБ 03-384-00) и
ОСТ 24.201.03-90 "Сосуды и аппараты стальные высокого давления.
Общие технические требования".
3.4.9. Результаты осмотра оформляются в виде заключения
(протокола), подписываемого специалистами организации, проводящей
техническое диагностирование.
3.5. Исследование коррозионного состояния сосудов
3.5.1. При исследовании коррозионного состояния сосудов
устанавливают:
степень коррозионно-эрозионного поражения внешней и внутренней
поверхности сосудов в результате эксплуатации;
наличие (отсутствие) механических повреждений, дефектов,
допущенных ранее при изготовлении сосуда, которые могут повлиять
на дальнейшую безопасную эксплуатацию сосуда.
3.5.2. Инструменты для проведения исследований:
лупы, в том числе измерительные от 1,5 до 7-кратного
увеличения по ГОСТ 25706-83 [44];
иглы измерительные - для определения глубины пор, язв,
подрезов и т.п.;
щупы N 2 - 4;
нутромеры микрометрические по ГОСТ 10-88 [5] и индикаторные по
ГОСТ 868-82 [6];
шаблоны (типа УШС по ТУ 1021.338-83 [7]) радиусные и др.;
линейки измерительные металлические по ГОСТ 427-75 [8];
магниты металлические.
3.5.3. При внешнем осмотре определяют:
наличие (отсутствие) коррозионно-эрозионных поражений,
особенно в местах подачи рабочей среды, где могли быть проливы, в
местах ремонта;
видимые поверхностные дефекты, появившиеся и развившиеся в
процессе эксплуатации, например вмятины, выпучины, изменения
геометрической формы (коробление, провисание и другие отклонения
от первоначального расположения);
отмечают места ремонтов и устанавливают наличие документации
на ремонт.
Необходимость и объем демонтажа теплоизоляции определяется
специалистами, проводящими обследование, с учетом требований
настоящих Методических указаний.
Осмотру подлежат внешние опоры аппаратов, при этом необходимо
проверять сварные швы приварки опор к корпусу аппарата.
На теплообменном и другом оборудовании, где часто производится
открывание и закрывание крышек, люков-лазов и т.п., необходимо
осматривать крепеж на соответствие требованиям ОСТ 26-2043-91 [9].
3.5.4. При внутреннем осмотре определяют наличие (отсутствие)
коррозионных трещин, язв, питтингов, сплошной коррозии на основном
металле, сварных швах и околошовной зоне, в местах ремонта,
застойных зонах, под осадком, в зоне скопления конденсата, где
возможно возникновение щелевой коррозии.
3.5.5. Оценка коррозионных и механических дефектов.
Коррозионные и механические дефекты оцениваются по глубине,
площади и количеству на 1 кв. дм (или 1 кв. м). Глубина
проникновения коррозии определяется после удаления продуктов
коррозии.
Скорость сплошной коррозии оценивается в соответствии с
ГОСТ 9.908-85 [10].
При обнаружении трещин коррозионного или механического
характера эксплуатация сосуда должна быть прекращена. По
результатам коррозионного обследования составляется акт, в котором
указываются дата, место обследования, регистрационный и заводской
номера сосуда, обнаруженные дефекты, состояние поверхности,
скорость коррозии конструкционных материалов.
3.5.6. Особенности обследования оборудования из
коррозионностойких сталей и сплавов.
3.5.6.1. Коррозионностойкие (нержавеющие) стали при высокой
стойкости против сплошной, язвенной, щелевой и точечной
(питтинговой) коррозии могут быть подвержены межкристаллитной
коррозии (МКК).
МКК характеризуется избирательным разрушением границ зерен
металла и приводит к резкому снижению его прочности и
пластичности.
МКК проявляется в зоне термического влияния сварных швов.
3.5.6.2. В некоторых средах (азотная кислота, нитраты и т.п.)
возможно проявление ножевой коррозии по линии сплавления сварного
шва, которая является разновидностью МКК.
3.5.6.3. В растворах хлоридов, щелочах, ряде кислот при
повышенных температурах (обычно выше 40 - 50 -C) нержавеющие стали
подвержены коррозионному растрескиванию (КР). Наибольшая
вероятность КР возникает в местах наибольших остаточных напряжений
после сварки, штамповки, гибов и т.п.
3.5.6.4. Для выявления склонности к МКК и КР сварных
соединений из нержавеющих аустенитных сталей следует применять
метод травления по ГОСТ 6032-89 [46] и (или) токовихревой метод,
капиллярную дефектоскопию, магнитопорошковый контроль и другие
методы неразрушающего контроля.
3.6. Проведение неразрушающего контроля
Контролю неразрушающими методами следует подвергать сварные
соединения и основной металл сосуда.
Контроль выполняет специализированная организация, имеющая
опыт работ, обладающая методической документацией на контроль,
аттестованными специалистами, технической базой.
Контроль сварных соединений предусматривает применение не
менее двух неразрушающих методов, один из которых предназначен для
обнаружения поверхностных дефектов, а другой - для выявления
внутренних дефектов в сварных соединениях. Применяемые методы
выбираются по усмотрению специалистов, проводящих техническое
диагностирование.
Для выявления дефектов в сварных соединениях могут
использоваться следующие неразрушающие методы контроля:
визуально-измерительный;
ультразвуковая дефектоскопия;
радиографический контроль;
капиллярная дефектоскопия или магнитопорошковый контроль;
акустико-эмиссионный контроль;
токовихревой метод контроля и другие, обеспечивающие требуемый
объем контроля и точность выявления дефектов.
3.6.1. Контроль сварных соединений ультразвуковым или
радиографическим методом
3.6.1.1. Неразрушающий контроль сварных соединений следует
проводить ультразвуковым (УЗК) или радиографическим (РК) методом в
соответствии с действующими на данный момент
нормативно-техническими документами на данные методы для выявления
внутренних дефектов сварных соединений в виде трещин, непроваров,
пор и неметаллических включений.
3.6.1.2. Для проведения контроля методом УЗК или РК
применяется аппаратура, предназначенная для этих целей и
обладающая необходимой чувствительностью.
3.6.1.3. При разработке индивидуальных программ технического
диагностирования в них следует указывать зоны и объем контроля
сварных соединений сосудов.
3.6.1.4. Контроль сварных соединений и основного металла
сосудов и устранение выявленных недопустимых дефектов
рекомендуется проводить в следующем порядке:
анализ технической документации по изготовлению, эксплуатации,
ремонтам и контролю, ранее проведенным на сосуде;
визуальный контроль;
выдача задания на подготовку сварных соединений для
дефектоскопии;
магнитопорошковый или капиллярный контроль;
ультразвуковой или радиационный контроль;
устранение выявленных недопустимых дефектов;
дефектоскопия ремонтируемых участков.
3.6.1.5. Объем дефектоскопического контроля сварных соединений
сосудов зависит от группы сосуда (табл. 6 Правил устройства и
безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением
(ПБ 10-115-96)), от объема контроля, выполненного в процессе
изготовления сосуда и в процессе его эксплуатации, и определяется
в каждом конкретном случае специалистами, проводящими
диагностирование. Необходимо, чтобы объем полученной информации
позволял достоверно судить о техническом состоянии всех несущих
элементов сосуда. Объем контроля сварных соединений определяется в
процентах от общей длины сварных швов.
3.6.1.6. В случае обнаружения при осмотре сосуда локально
деформированных участков (например, вмятин, выпучин, гофров и
т.п.) деформированную зону и прилегающую к ней зону
недеформированного металла шириной 100 - 150 мм по периметру
следует подвергнуть контролю на отсутствие трещин с помощью
дефектоскопии.
3.6.1.7. Дефектоскопии следует подвергать элементы
оборудования или сварные соединения, качество металла которых
вызывает сомнение.
3.6.1.8. При назначении выборочного (неполного) контроля
сварных соединений следует учитывать, что участки пересечения
продольных и кольцевых сварных швов обязательно должны быть
включены в зоны контроля.
3.6.1.9. При технической невозможности осмотра внутренней или
наружной поверхности сосуда объем контроля сварных соединений
независимо от группы сосуда должен составлять 100%.
3.6.1.10. При обнаружении недопустимых дефектов в процессе
неполного контроля сварных соединений объем контроля должен быть
увеличен не менее чем вдвое. В первую очередь следует расширить
зоны контроля сварных швов в местах обнаружения дефектов.
3.6.1.11. После проведения ультразвукового контроля в
необходимых случаях дополнительно для уточнения характера дефектов
и глубины их расположения может быть применен радиографический
метод, метод послойного вскрытия сварного соединения или
металлографический метод.
3.6.1.12. Шероховатость поверхности сварных соединений,
подлежащих УЗК, должна соответствовать нормативным требованиям.
Для зачистки поверхности сварных соединений рекомендуется
применять щетки, шлифмашинки, пескоструйную, химическую и другую
обработку.
3.6.1.13. Качество сварных соединений сосуда признается
неудовлетворительным, если при любом виде контроля будут выявлены
наружные или внутренние дефекты, выходящие за пределы допускаемых
величин, установленных нормативными документами.
3.6.1.14. Результаты контроля оформляются в виде заключения
или протокола. Расположение участков контроля с привязкой к
основным размерам элементов сосуда следует условно изображать на
прилагаемой к заключению или протоколу схеме.
Рекомендуемая форма заключения по УЗК качества сварных
соединений приведена в Приложении Б.
3.6.2. Контроль методами цветной и магнитопорошковой
дефектоскопии
3.6.2.1. Контроль внутренней и (или) наружной поверхностей
элементов сосудов методами цветной (ЦД) и магнитопорошковой (МПД)
дефектоскопии следует проводить в соответствии с действующими на
данный момент нормативно-техническими документами на данные методы
для выявления и определения размеров и ориентации поверхностных и
подповерхностных трещин, расслоений и других трещиноподобных
дефектов.
3.6.2.2. Контроль методами ЦД и МПД проводят на контрольных
участках поверхности элементов, указанных в программах
диагностирования, и, кроме того, на участках поверхности, где по
результатам визуального контроля или анализа
эксплуатационно-технической документации предполагается наличие
трещин, а также в местах выборок трещин, коррозионных язв и других
дефектов и (или) в местах ремонтных заварок.
3.6.2.3. Результаты контроля поверхности элементов сосуда
методом ЦД или МПД рекомендуется оформлять в виде заключений
(протоколов), в которых следует приводить описание размеров, формы
и месторасположения выявленных дефектов. Расположение участков
контроля и выявленных дефектов следует условно изображать на
прилагаемой к заключению (протоколу) схеме.
Рекомендуемая форма заключения по контролю поверхности
элементов сосудов методами ЦД и МПД приведена в Приложении Б.
3.6.3. Метод акустико-эмиссионного контроля
3.6.3.1. Метод акустико-эмиссионного контроля (АЭК) должен
применяться в соответствии с требованиями Правил организации и
проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов,
котлов и технологических трубопроводов (РД 03-131-97) [11].
3.6.3.2. Метод АЭК обеспечивает обнаружение и регистрацию
только развивающихся дефектов. Поэтому он позволяет
классифицировать дефекты не по размерам, а по степени их
опасности.
3.6.3.3. Метод АЭК обеспечивает контроль всего сосуда с
использованием одного или нескольких преобразователей акустической
эмиссии (АЭ), неподвижно установленных на поверхности сосуда.
3.6.3.4. Положение и ориентация дефекта не влияют на его
выявляемость.
3.6.3.5. Особенностью метода АЭК является сложность выделения
полезного сигнала из помех в том случае, когда дефект мал, и
вероятность выявления такого источника АЭ высока только при резком
развитии дефекта и при приближении его размеров к критическому
значению.
Поэтому метод АЭК рекомендуется применять в сочетании с
другими методами НК в зависимости от характера дефектов.
3.6.3.6. При диагностировании сосудов, находящихся в
эксплуатации, в целях сокращения объема работ по подготовке сосуда
и контролю традиционными методами желательно первоначально
провести АЭК объекта. В случае выявления источников АЭ в месте их
расположения провести контроль одним из традиционных методов
неразрушающего контроля (УЗК, РК, МПД или ЦД).
Возможна схема, при которой в случае обнаружения дефектов
традиционными методами опасность того или иного дефекта выявляется
в результате контроля сосуда методом АЭК.
Кроме того, в отдельных случаях, при возникновении сомнения в
достоверности результатов применяемых методов контроля также может
быть использован метод АЭК.
В этих случаях решение о допуске сосуда в эксплуатацию или о
его ремонте принимается по результатам проведенного АЭК.
3.6.3.7. В случае наличия в сосуде дефекта, выявленного одним
из методов НК, метод АЭК может быть использован для слежения за
развитием этого дефекта.
3.6.3.8. Метод АЭК в соответствии с Правилами устройства и
безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением
(ПБ 10-115-96), должен применяться при пневмоиспытаниях сосудов в
качестве сопровождающего метода, повышающего безопасность
проведения испытаний. В этом случае целью применения АЭК является
обеспечение предупреждения возможности разрушения сосуда.
Рекомендуется использовать метод АЭК и при гидравлических
испытаниях сосудов.
3.6.3.9. АЭК сосудов проводится специализированными
организациями и аттестованными специалистами не ниже уровня
квалификации, установленного действующими нормативно-техническими
документами.
Рекомендуемые формы протокола и заключения по результатам
контроля методом АЭК приведены в Правилах организации и проведения
акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и
технологических трубопроводов (РД 03-131-97).
3.6.4. Ультразвуковая толщинометрия
3.6.4.1. Ультразвуковая толщинометрия (УЗТ) применяется в
целях определения количественных характеристик утонения стенок
элементов сосуда в процессе его эксплуатации. По результатам УЗТ
определяют скорость коррозионного или коррозионно-эрозионного
изнашивания стенок и устанавливают расчетом на прочность
допустимый срок эксплуатации изношенных элементов, уровень
снижения рабочих параметров или сроки проведения
восстановительного ремонта.
3.6.4.2. Для измерений толщины металла могут быть использованы
ультразвуковые толщиномеры, соответствующие требованиям
действующей нормативно-технической документации и обеспечивающие
погрешность измерения не более +/- 0,1 мм.
3.6.4.3. Контроль толщины стенки проводят в местах элементов
сосуда, указанных в специальных инструкциях, в типовых или
индивидуальных программах диагностирования, а также в зонах
интенсивного коррозионно-эрозионного износа металла, в местах
выборок дефектов и на поверхности вмятин или выпучин.
3.6.4.4. Толщинометрия может проводиться как по наружной, так
и по внутренней поверхностям сосуда. Измерения осуществляются по
четырем образующим обечайки и четырем радиусам днищ через 90- по
окружности элемента. На каждой царге обечайки сосуда проводится не
менее трех измерений по каждой образующей (в середине и по краям).
На днищах проводится не менее пяти измерений: на каждом из
четырех радиусов и в центре. При обнаружении зон с расслоением
металла число точек измерения в этом месте должно быть увеличено
до количества, достаточного для установления границ (контура) зоны
расслоения металла.
3.6.4.5. Измерения толщины стенки вварных патрубков диаметром
d (d - диаметр отверстия, не требующий укрепления) и более
0 0
согласно ГОСТ 24755-88 [63] следует проводить в одном сечении в
четырех точках, расположенных равномерно по окружности элемента.
3.6.4.6. В случае невозможности выполнения УЗТ сосуда по
полной программе число точек замера толщины стенок должно быть
таким, чтобы обеспечить максимально надежное представление о
состоянии сосуда и проведение прочностных расчетов. Для повышения
достоверности результатов замеров толщины стенок рекомендуется
использовать статистический подход, изложенный в п. 4.2.
3.6.4.7. В местах измерения толщины поверхность должна быть
зачищена до металлического блеска. Толщина металла определяется
как среднее значение из результатов трех измерений.
3.6.4.8. Результаты УЗТ элементов сосуда рекомендуется
оформлять в виде заключений (протоколов), в которых следует
приводить схему расположения мест замера толщины и таблицу
значений измеренной толщины.
Рекомендуемая форма заключения по УЗТ элементов сосуда
приведена в Приложении Б.
3.6.5. Вихретоковая дефектоскопия
Вихретоковый неразрушающий контроль - это контроль, основанный
на взаимодействии внешнего электромагнитного поля с
электромагнитным полем вихревых токов, наводимых этим полем в
объекте контроля.
Этот метод эффективен для выявления поверхностных и
подповерхностных трещин в ферромагнитных материалах. Достоинством
вихретокового контроля является сравнительная простота, высокая
производительность и чувствительность. Метод может быть
использован для контроля металла в околошовных зонах сварных швов,
особенно в местах концентрации напряжений (местах приварки
патрубков, люков, горловин, фланцев и др.). Метод эффективен для
выявления трещин коррозионного растрескивания, а также
межкристаллитной коррозии, но он не может быть рекомендован для
контроля сварных швов в целях выявления внутренних дефектов.
Поэтому при диагностировании сосудов и аппаратов наиболее
целесообразно применять вихретоковый метод в сочетании с
ультразвуковым, радиографическим или акустико-эмиссионным
методами.
3.6.6. Замеры твердости
3.6.6.1. Замеры твердости основного металла и сварных
соединений сосудов рекомендуется производить в следующих случаях:
если показатель твердости является одной из определяющих
характеристик свойств основного металла и сварных соединений по
паспорту и в результате условий эксплуатации сосуда (температура,
давление, среда) или в результате аварийной ситуации могли
произойти необратимые изменения этого показателя;
для оценки механических свойств по показателю твердости в
случае необратимых изменений этих свойств в результате условий
эксплуатации сосуда или в результате аварийной ситуации;
для оценки механических свойств в случае необходимости
идентификации основных и сварочных материалов при отсутствии
сведений о них (например, при утрате и связанной с этим
необходимостью восстановления паспорта сосуда), а также в случае
необходимости идентификации импортных сталей.
Вероятность необратимых изменений и соответственно
необходимость замера твердости в этом случае определяет
специализированная организация, выполняющая техническое
диагностирование сосудов.
3.6.6.2. Для измерения твердости ударным методом деталей с
толщиной менее 10 мм рекомендуется пользоваться только приборами с
малой энергией удара типа "Эквотип" с индентором-датчиком "С" либо
приборами типа УЗИТ-2М или ХПО-10.
В каждой точке (шов, зона термического влияния, основной
металл) производится не менее трех замеров; в протокол заносятся
минимальные, максимальные и средние значения твердости.
В случае получения результатов измерения твердости, не
соответствующих требованиям стандартов, производится не менее двух
дополнительных замеров на расстоянии 20 - 50 мм от точек,
показавших неудовлетворительный результат.
При подтверждении полученного значения твердости производится
выявление размеров участка или длины шва с отклонениями по
твердости. Количество дополнительных замеров твердости и их
частоту определяют специалисты, проводящие диагностирование.
3.6.6.3. Зачистку площадок для измерения твердости
рекомендуется производить шлифовальными машинами. Размер площадок
определяется исходя из конструкции инденторов твердомера.
Оптимальный размер 50 x 50 мм. Глубина вышлифовки при первой серии
замеров твердости должна быть в пределах 0,5 мм, при второй серии
замеров - 1,5 - 2,5 мм. Чистота поверхности должна быть не ниже
Rz20.
3.6.6.4. Оценку механических свойств по показателям твердости
производят аналоговым путем или по формулам, полученным
расчетно-экспериментальным методом.
Временное сопротивление и предел текучести могут быть
определены с помощью переносных твердомеров по ГОСТ 22761-77 [12]
и ГОСТ 22762-79 [13].
3.6.6.5. Результаты замера твердости и перевода показателей
твердости в показатели механических свойств оформляются в виде
заключения, подписываемого специалистами организации, проводящей
диагностирование сосудов.
3.6.7. Металлографический анализ
3.6.7.1. Металлографический анализ следует производить в
следующих случаях:
для подтверждения изменений характеристик твердости и
механических свойств, определяемых в случаях, оговоренных
подп. 3.6.6.1 настоящих Методических указаний;
при необходимости уточнения характера дефектов, выявленных при
контроле наразрушающими методами.
3.6.7.2. Металлографический анализ выполняется путем
приготовления микрошлифа непосредственно на сосуде, травления,
снятия с него полистирольной реплики и последующего осмотра и
фотографирования структуры со снятой реплики на оптическом
микроскопе с разрешающей способностью до x400.
3.6.7.3. При технической возможности вырезки образцов из
сосуда металлографический анализ производится на микрошлифах,
изготовленных из этих образцов.
3.6.7.4. Результаты металлографического анализа оформляются в
виде заключения, подписываемого специалистами организации,
проводящей диагностирование сосудов.
3.7. Лабораторные исследования металлов
3.7.1. Лабораторные исследования основного металла и сварных
соединений следует выполнять в случаях, оговоренных в п. п. 3.6.6,
3.6.7, на образцах основного металла и сварных соединений при
условии технической возможности вырезки указанных образцов из
сосудов.
3.7.2. При лабораторных исследованиях определяются
механические свойства, проводится металлографический анализ и
определяется химический состав основного металла и сварных
соединений, при этом химический состав определяется только в
случае необходимости идентификации основных и сварочных
материалов.
3.7.3. Химический анализ основного металла и сварных
соединений допускается производить химическим методом на стружке,
снятой непосредственно с конструктивных элементов сосуда, и
спектральным методом переносным спектрометром на сосуде.
3.7.4. Перечень и объем лабораторных исследований определяются
специализированной организацией, проводящей техническое
диагностирование.
3.7.5. Изготовление и испытание образцов для определения
механических свойств, металлографические исследования и
определение химического состава следует производить в соответствии
с требованиями нормативно-технической документации.
3.7.6. Результаты лабораторных исследований оформляются в виде
заключения, подписываемого специалистами организации, проводящей
диагностирование сосудов.
3.8. Фрактографический анализ
3.8.1. Фрактографический анализ проводится при аварийном
разрушении сосуда для выявления механизмов повреждения, а также в
случае обнаружения при осмотре сосуда дефектов в виде трещин
неизвестного происхождения. Фрактографические исследования могут
применяться при проведении работ в соответствии с подразд. 3.7 для
получения дополнительных данных о свойствах металла.
3.8.2. Фрактографический анализ предусматривает получение
качественной и количественной информации о строении изломов с
помощью визуального их рассмотрения, а также с использованием
оптических и электронных микроскопов и других приборов
(электронно-фрактологический анализ).
3.8.3. При анализе причин трещинообразования или разрушения
фрактографический анализ проводится на макро- и (или) микроуровне.
В первом случае при визуальном рассмотрении или при небольших (до
50 крат) увеличениях для получения интегральной картины процесса
разрушения (с выделением по виду излома характерных зон,
указывающих на характер силового воздействия, ориентацию и
макрогеометрию излома, степень пластической деформации,
микромеханизм разрушения и цвет излома), во втором случае - с
привлечением широкого диапазона увеличений (100 - 50000 крат) в
целях получения подробностей рельефа излома в пределах отдельных
зерен и субзерен.
3.8.4. Классификацию видов изломов по всей площади поверхности
разрушения следует проводить в соответствии с рекомендациями [41].
3.8.5. В целях более достоверного определения причины
трещинообразования или разрушения сосуда следует установить очаг
зарождения трещины и его связь с природой (причиной)
образовавшихся дефектов металла, в том числе со шлаковинами,
неметаллическими включениями, непроварами, несплавлениями,
коррозионными язвами и механическими повреждениями (вмятины,
задиры и т.д.).
|
