|
Стр. 1
Утверждаю
Заместитель Председателя
Правления РАО "ЕЭС России"
В.П.ВОРОНИН
14 мая 2002 года
Согласовано
Заместитель Начальника
Управления по котлонадзору
и надзору за подъемными
сооружениями
Н.А.ХАПОНЕН
8 мая 2002 года
Срок действия установлен
с 1 января 2002 года
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
ОТРАСЛЕВАЯ СИСТЕМА ИНДИВИДУАЛЬНОГО МОНИТОРИНГА
ПОВРЕЖДЕНИЙ ОТВЕТСТВЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ,
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ РЕГИОНАЛЬНЫХ ЦЕНТРОВ "ЖИВУЧЕСТЬ
СТАРЕЮЩИХ ТЭС". ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ПРАВИЛА, СТРУКТУРА
СИСТЕМА НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ
РД 153-34.0-20.605-2002
Разработан Межотраслевым Координационным Советом, отраслевой
службой, Костромским филиалом ВТИ, отраслевой лабораторией
"Живучесть ТЭС" совместно с одноименными региональными центрами
(Костромская, Рязанская, Ставропольская, Березовская ГРЭС,
Тюменьэнерго, Хабаровскэнерго, Башкирэнерго).
Исполнители:
МКС "Живучесть ТЭС": О.В. Бритвин, В.П. Воронин, М.А.
Гаврилова, А.Ф. Дьяков, И.Ш. Загретдинов, Ю.Л. Израилев, А.Я.
Копсов, А.П. Ливинский, В.К. Паули.
Госгортехнадзор России: Н.А. Хапонен (член МКС "Живучесть
ТЭС").
Отраслевая служба "Живучесть ТЭС": В.Н. Куликов, А.Л.
Лубны-Герцык, Л.Б. Меерович, В.М. Трубачев.
ВТИ: А.В. Беляков, А.Н. Горбачев, Н.В. Ляховецкая, С.Ш.
Пинтов, Ю.С. Шилова, А.З. Штерншис.
Урал ВТИ: Ю.В. Балашов.
ИНЭП ХФ РАН: Н.Г. Березкина, И.О. Лейпунский.
НПО ЦНИИТМАШ: М.Г. Кабелевский.
ЗАО "Прочность МК": Н.И. Каменская.
Фирма ОРГРЭС: Д.Б. Дитяшев, В.А. Калатузов, В.С. Халюзов, Ю.Ю.
Штромберг.
Костромская ГРЭС: Н.Н. Балдин, Ю.Н. Богачко, В.Ф. Быстров,
Ю.В. Боровков, В.В. Великороссов, Н.В. Егоров, В.А. Ерофеев, И.В.
Зубов, А.К. Крупин, В.Я. Кузнецов, А.П. Куражев, А.М. Куражева,
Н.А. Малов, В.Е. Назаров, Ю.Г. Потапович, Г.В. Румянцев, В.Г.
Смирнов, В.Д. Смирнов, О.Е. Таран.
Костромской филиал ВТИ: Е.А. Антонов, А.Ю. Анхимов, А.Е.
Бучин, О.В. Бучина, П.В. Горский, Н.В. Дубова, И.В. Железов, В.К.
Ивлиев, С.И. Клойзнер, Д.В. Костиков, Н.В. Лапшин, А.Ю. Пьянзин,
Е.А. Савина, И.Н. Смирнова, А.В. Филиппенко, А.Н. Фокин, А.А.
Шкуратов.
Рязанская ГРЭС: А.В. Баукин, О.Ю. Гурылев, Е.И. Заворотнов,
О.А. Картинская, В.Ф. Котельников, В.В. Морозов, М.Ю. Половникова,
Ф.Ф. Сергеев, В.И. Чуйков, Н.Г. Шепталина.
Ставропольская ГРЭС: П.П. Аханов, Ю.И. Криворучко, В.И.
Поливанов, М.А. Филаретов, В.Ф. Червонный.
Тюменьэнерго: Ю.А. Букин, В.О. Витман, В.Е. Новиков.
Березовская ГРЭС: С.И. Миллер, С.А. Райхель.
Хабаровскэнерго: Л.А. Гуляев.
Башкирэнерго: К.В. Вдовин, К.В. Петров, Г.И. Рассохин.
ООО НПФ "Живучесть-3": А.В. Смердов, М.А. Целиков.
ЮжОРГРЭС: О.М. Чеботарев.
Настоящий отраслевой Руководящий документ (далее - РД)
распространяется на ответственные элементы турбин, котлов,
паропроводов, зданий и сооружений ТЭС - региональных центров
(далее - РЦ), входящих в отраслевую систему "Живучесть стареющих
ТЭС" (далее - ОС "Живучесть ТЭС").
РД регламентирует требования к технологиям контроля,
восстановления и определения живучести указанных элементов.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. На современном этапе большинство энергоблоков, работающих
на электростанциях России, выработало назначенный при
проектировании ресурс. Из-за отсутствия инвестиций их
оборудование, как правило, не может быть заменено новым.
Эффективный ремонт и надежная эксплуатация энергоблоков возможны
только при условии получения достоверных знаний о состоянии
оборудования, зданий и сооружений, а также о типичных повреждениях
в наиболее напряженных элементах оборудования и конструкций ТЭС.
1.2. На электростанциях России, включенных в промышленный
эксперимент и входящих в ОС "Живучесть ТЭС", в течение длительного
времени проводятся работы по накоплению и систематизации,
разработке и совершенствованию методов диагностики оборудования и
восстановления его живучести. Результаты этой работы нашли
отражение в ряде нормативных документов и циркуляров.
1.3. Для решения проблемы совершенствования системы
ресурсосбережения и обеспечения живучести ТЭС, во исполнение
Приказа РАО "ЕЭС России" N 126 от 20.03.2001 была разработана
отраслевая система нормативно-технических документов "Живучесть
ТЭС" (далее - ОСД).
1.4. Метролого-технологический и нормативный аудит,
руководство и авторский надзор за качеством освоения ОСД
осуществляют: Межотраслевой Координационный Совет (далее - МКС),
отраслевая служба "Живучесть ТЭС" (далее - ОТС), Костромской
филиал ВТИ, отраслевая лаборатория ВТИ "Живучесть ТЭС" совместно с
Госгортехнадзором РФ.
1.5. ОСД устанавливает порядок работ по контролю, определению
и восстановлению живучести элементов оборудования в течение всего
жизненного цикла вплоть до полного исчерпания индивидуального
ресурса и замены соответствующих элементов.
1.6. Положения настоящего РД обязательны как для РЦ,
определенных Приказом РАО "ЕЭС России" от 20.03.2001 N 126, так и
для привлеченных к работам на РЦ ремонтных, проектных и монтажных
организаций, независимо от организационно-правовых форм и форм
собственности.
1.7. При выполнении контроля, восстановления, определения
живучести элементов оборудования в полном соответствии с данным РД
решение о продлении срока службы утверждается МКС "Живучесть ТЭС"
или ОТС "Живучесть ТЭС". Если таким элементом является ротор, то
требуется дополнительное утверждение в ВТИ. В тех случаях, когда
допущены отклонения от требований данного РД, решение утверждается
также Департаментом стратегии научного развития РАО "ЕЭС России".
1.8. На основании настоящей ОСД допускается разработка
производственных нормативных документов (РД, инструкций) по
контролю, восстановлению и определению живучести элементов
энергооборудования для отдельных РЦ. Эти нормативные документы
утверждаются МКС или ОТС "Живучесть ТЭС" и техническим
руководителем соответствующего предприятия. Они подлежат
пересмотру не реже одного раза в пять лет.
1.9. Безопасность проведения работ обеспечивается выполнением
общих требований отраслевых нормативных документов "Правила
техники безопасности при эксплуатации тепломеханического
оборудования электростанций и тепловых сетей" [3.92] <1>, "Правила
безопасности при работе с инструментом и приспособлениями" [3.93],
а также специальных требований, определенных разработчиками
технологий и технических средств в сопроводительной документации.
--------------------------------
<1> Здесь и далее по тексту обозначением Х.Х (Х - цифра)
условно указаны подкатегории данной категории опасности.
2. ОСНОВЫ КОНЦЕПЦИИ "ЖИВУЧЕСТЬ ТЭС"
2.1. В основу ОС "Живучесть ТЭС" положено направление
ресурсосбережения, которое реализуется путем периодического
восстановления живучести эксплуатируемого оборудования, зданий и
сооружений ТЭС.
2.2. Термин "живучесть" характеризуется как свойство -
способность ответственных элементов оборудования ТЭС, содержащих
исходные и развивающиеся в процессе эксплуатации повреждения,
реализовывать свое предназначение в пределах проектного, паркового
и индивидуального срока жизни при установленной системе
технического обслуживания и ремонта.
2.3. Основными научно-техническими направлениями деятельности
ОС "Живучесть ТЭС" являются:
- увеличение паркового, группового и индивидуального ресурса
(предела живучести) ответственных элементов энергооборудования ТЭС
на базе новых научно-технических методов определения
конструкционной прочности с учетом результатов проведения
сверхдлительных испытаний, накопленного банка данных о
повреждениях и сроках надежной эксплуатации без повреждений;
- восстановление ресурса наиболее ответственных элементов
энергооборудования путем реализации разработок (периодического
удаления тонкого поверхностного слоя, накопившего микроповреждения
в роторах, полного или частичного удаления трещиноватых зон в
корпусах), не требующих больших материальных и трудовых затрат,
выполняемых на ТЭС, а в отдельных случаях и в специализированных
ремонтных предприятиях;
- разработка и систематическое совершенствование методов и
средств контроля живучести на базе современных диагностических
систем и вычислительной техники (резонансного,
электропотенциального, ДАО, телевизионного, микроструктурного
мониторинга и др.);
- тестирование и совершенствование технологий контроля и
восстановления живучести основных элементов энергооборудования на
отраслевом метролого-технологическом комплексе (ОМТК).
2.4. Структурно-техническое и организационное обеспечение ОС
"Живучесть ТЭС" состоит из следующих основных частей:
- метрологической (системы эталонов, образцов и атласов
микроповреждений и макродефектов);
- базы знаний (компьютерной и в виде монографий, диссертаций и
изобретений);
- отраслевого метролого-технологического комплекса (ОМТК),
позволяющего тестировать и совершенствовать применяемые ОС
технологии в процессе испытаний до разрушения роторов, труб, гибов
и сварных соединений паропроводов, литых корпусов турбин и
паропроводной арматуры и крупных крепежных деталей;
- технологической (технологии и технологические комплексы для
контроля, восстановления и определения живучести ответственных
элементов оборудования, зданий и сооружений);
- нормативной (ГОСТы, ОСТы, руководящие документы,
методические указания, методические рекомендации, инструкции,
циркуляры);
- интерактивных нормативов (компьютерные нормативные
технологии, позволяющие качественно увеличить достоверность
принимаемых решений).
2.5. Элементы оборудования, зданий и сооружений допускаются к
дальнейшей эксплуатации, если по результатам контроля, расчетов и
экспертизы они удовлетворяют требованиям правил технической
эксплуатации (ПТЭ), нормативной документации, разработанной ОС, и
другой действующей нормативно-технической документации.
2.6. Реализация изложенной концепции "Живучесть ТЭС" позволяет
контролировать ситуацию с лавинообразным старением оборудования,
обеспечивать безопасность эксплуатации, увеличивая сроки до полной
замены оборудования ТЭС, и, тем самым, получить выигрыш во
времени, необходимый для создания прогрессивных типов
энергооборудования и накопления ресурсов для ввода новых
мощностей.
2.7. ОС предусматривает взаимодействие с РЦ на основе их
аккредитации в ОТС "Живучесть ТЭС".
2.8. Систематический контроль, метролого-технологический аудит
аккредитованных РЦ осуществляется ведущими специалистами ОТС
"Живучесть ТЭС", в т.ч. силами выездных бригад, непосредственно
участвующих в контроле, восстановлении и определении живучести
оборудования, зданий и сооружений, содействующих эффективному
освоению новых технологий ОТС.
2.9. Ответственность за организацию проведения контроля
повреждаемых элементов оборудования, зданий и сооружений,
выполняемого в соответствии с ОСД, возлагается на технического
руководителя организации - владельца оборудования.
2.10. Изменения в ОСД, кроме ОСД, указанной в п. 2.11,
дополнения к ней осуществляются в виде совместных решений РАО "ЕЭС
России", Госгортехнадзора РФ и соответствующей организации,
регламентирующей нормативную деятельность по зданиям и сооружениям
ТЭС.
2.11. В ОСД "Живучесть ТЭС" по турбоагрегатам и турбинному
оборудованию РАО "ЕЭС России" вносит изменения и дополнения
самостоятельно.
3. БАЗА ДАННЫХ И ЗНАНИЙ
Исторически первой системой, обобщившей почти двадцатилетний
опыт исследований по живучести оборудования ТЭС, явился
компьютерный банк данных о повреждениях наиболее ответственных
элементов этого оборудования, прежде всего литых корпусов и
роторов турбин. Развитие этого банка было регламентировано
Приказом Минэнерго СССР N 25а от 20.01.89 "О развитии
межведомственного банка данных по повреждению ответственных
элементов энергооборудования".
Современная база знаний по проблеме живучести ТЭС развернута и
совершенствуется как компьютерная интерактивная энциклопедия,
включающая метрологическую [1.1 - 1.28], технологическую [2.1 -
2.41] и нормативную [3.1 - 3.91] части.
4. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, НОРМЫ И ПРАВИЛА
Метрологические основы, нормы и правила при контроле,
восстановлении и определении живучести включают:
4.1. Систему образцов и эталонов макроповреждений и
микродефектов, атласов этих повреждений; натурные элементы
оборудования с характерными повреждениями; отраслевые компьютерные
базы повреждений элементов оборудования, зданий и сооружений.
4.2. Систему физико-математических моделей, алгоритмов, точных
и численных решений (для фактических условий нагружения в
одномерной, двухмерной и трехмерной постановке) задач:
нестационарной теплопроводности, упругости, пластичности (в т.ч.
для конструкционных концентраторов), ползучести, механики
разрушения (для стадий образования и развития макротрещин),
вибродиагностики трещин, электропотенциального и вихретокового
отклика на трещиноподобные дефекты.
4.3. Систему метрологических аксиом, норм и правил создания
экспертной части основ теории живучести путем соединения
разнородных знаний о развитии повреждений в ответственных
элементах оборудования, зданий и сооружений ТЭС.
4.4. Базу знаний "Живучесть ТЭС", содержащую утвержденную
Минэнерго СССР и Академией Наук СССР основную концепцию живучести
ТЭС; основы теории живучести и результаты реализации этой теории,
представленные в монографиях (свыше 10), в изобретениях (свыше
50), в диссертациях по проблеме (свыше 10), в компьютерной
одноименной энциклопедии.
4.5. Отраслевой метролого-технологический комплекс,
действующий для совершенствования и тестирования технологий, норм
и правил по контролю и восстановлению живучести ответственных
элементов энергооборудования.
4.6. Одной из метрологических основ теории живучести является
концепция категорий (мер) опасности. В соответствии с этой
концепцией живучесть элементов энергооборудования, зданий и
сооружений ТЭС обычно определяется следующими семью категориями
опасности (КО):
- безопасная ситуация;
- незначительное ухудшение безопасной ситуации;
- слабо опасная ситуация;
- ситуация повышенной опасности;
- весьма опасная ситуация;
- значительный риск;
- возможность катастрофической аварии.
В зависимости от КО определяется предел живучести (остаточный
ресурс) элемента энергооборудования, принимается решение о
допустимом сроке эксплуатации до очередного контроля повреждений,
устанавливается регламент этого контроля.
Достоверность определения КО оценивается с помощью
коэффициентов достоверности (КД), которые изменяются от 0 до 100%.
5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, НОРМЫ И ПРАВИЛА
5.1. Технологии ОС предназначены для контроля, восстановления
и определения живучести ответственных элементов оборудования,
зданий и сооружений региональных центров.
5.2. Содержание действующей части нормативных технологий, в
основном, изложено в монографиях, в диссертациях, в нормативных
документах и инструкциях для пользователей, а также в должностных
инструкциях и положениях о лабораториях измерения дефектности
оборудования (ЛИДО), об отраслевом цехе "Отраслевой
метролого-технологический комплекс" (ОМТК), утвержденных РАО "ЕЭС
России". Полное изложение технологий в связи с весьма большим
объемом информации записано на электронном носителе и является
приложением к данному РД, входящим в компьютерную энциклопедию.
РЦ и другие энергопредприятия могут приобретать технологии на
основе лицензионного договора, форма которого приведена в
Приложении 20.
Ниже кратко охарактеризованы нормативные технологии и
технологические комплексы, входящие в ОСД "Живучесть ТЭС".
5.3. Технологии.
5.3.1. Микроструктурный мониторинг.
5.3.1.1. Технология микроструктурного мониторинга
предназначена для непосредственного определения меры
микроповреждения, выраженной через значения категорий опасности
(КО) и коэффициентов достоверности (КД), в ответственных элементах
оборудования ТЭС.
5.3.1.2. Основными частями технологии микроструктурного
мониторинга являются:
- процесс и устройство для получения шлифов на поверхности
наиболее повреждаемых, информативных зон ответственного
оборудования;
- процесс компьютерного сканирования портретов микроструктуры;
- технология получения отпечатков-реплик микроструктуры;
- технология получения микрообразцов, позволяющих на "живом"
металле, не только с поверхности, но и по толщине поверхностного
слоя определять меру микроповреждения;
- система программных средств и компьютеризированных
оптических (световых) и электронных установок, в т.ч. мобильного
компьютерного микроскопа для определения КО и КД по
микроструктурному признаку.
5.3.1.3. Определение опасных, наиболее повреждаемых зон, где
необходимо делать шлифы и/или выбирать микрообразцы, производится
на основе анализа опыта эксплуатации оборудования и с помощью
технологий неразрушающего контроля: вихретоковой, видео, ДАО - по
аммиачному отклику, ультразвуковой.
5.3.1.4. Микроструктурный мониторинг обеспечивает необходимую
достоверность выявления микроповреждений при характерных размерах
дефектов 1 мкм и более.
5.3.1.5. Информация, необходимая для реализации технологии
микроструктурного мониторинга элементов оборудования, приведена в
Приложениях 1, 6 и 14.
5.3.2. Вихретоковый контроль.
5.3.2.1. Вихретоковый контроль предназначен для выявления
макродефектов, выходящих на контролируемую поверхность
металлических элементов оборудования, зданий и сооружений.
5.3.2.2. Технология предусматривает использование системы
датчиков для контроля элементов из магнитных и немагнитных сталей
и сплавов, а также элементов, содержащих труднодоступные
конструкционные концентраторы, в т.ч. тепловые канавки,
придисковые галтели, центральные полости роторов турбин и пазы
дисков под лопатки.
5.3.2.3. Вихретоковый контроль позволяет выявить макродефекты
без удаления окалины и продуктов коррозии.
5.3.2.4. Информация, необходимая для реализации вихретоковой
технологии, приведена в Приложении 12.
5.3.3. Технология восстановления живучести лопаток паровых
турбин методом электроискрового легирования.
5.3.3.1. Технология предназначена для контроля и
восстановления живучести лопаток, роторов среднего и низкого
давления (РСД и РНД) паровых турбин, подвергающихся повреждениям в
процессе эксплуатации вследствие эрозинно-коррозионного износа под
воздействием потоков влажного пара.
5.3.3.2. Технология предусматривает восстановление живучести
лопаток путем нанесения в зонах износа защитно-упрочняющих
покрытий методом электроискрового легирования (ЭИЛ-кольчуга).
5.3.3.3. Интерактивная система контроля и восстановления
живучести лопаток по технологии "ЭИЛ-кольчуга" описана в
Приложении 5.
5.3.4. Технология восстановления и контроля живучести литых
корпусов турбин и крупной паропроводной арматуры.
5.3.4.1. Технология предназначена для выявления
трещиноподобных дефектов в литых корпусах цилиндров паровых турбин
и корпусах клапанов высокого и среднего давления, литых корпусах
паропроводной арматуры.
5.3.4.2. Технология предусматривает восстановление живучести
корпусных элементов как содержащих неглубокие трещиноватые зоны,
так и имеющих сквозные дефекты.
5.3.4.3. Информация, необходимая для реализации технологии
контроля трещиноватости, восстановления и контроля живучести
корпусных элементов турбин и паропроводной арматуры, приведена в
Приложении 4.
5.3.5. Технология эксплуатации роторов высокого и среднего
давления с инертным газом в центральной полости в соответствии с
циркуляром Ц-05-97(Т).
5.3.5.1. Технология предназначена для содержащих центральные
полости роторов высокого и среднего давления (РВД и РСД) всех
типов турбин ТЭС.
5.3.5.2. Основными частями и этапами реализации технологии
являются: конструктивные изменения пробок, устанавливаемых в
торцевых частях РВД и РСД, для исключения проникновения паров
обводненного масла в центральную полость ротора (ЦПР),
периодическое (каждый капитальный ремонт) заполнение инертным
газом ЦПР после контроля дефектности; герметизация РВД и РСД.
5.3.5.3. В условиях сочетания термомеханического циклического
нагружения и ползучести эксплуатация РВД и РСД с инертным газом
значительно замедляет процесс накопления микроповреждений в
поверхностном слое. Это положение подтверждено результатами
лабораторных исследований и многолетним (свыше 20 лет) опытом
эксплуатации на Костромской ГРЭС роторов с инертным газом в ЦПР.
5.3.6. Видеотехнология контроля макроповреждений.
5.3.6.1. Видеотехнология предназначена для выявления
макродефектов в ответственных элементах оборудования, зданий и
сооружений.
5.3.6.2. Видеотехнология включает систему устройств для
дистанционного и ручного сканирования, в т.ч. труднодоступных зон
(центральная полость ротора, тепловые канавки, пазы дисков под
лопатки, внутренние поверхности задвижек, трубопроводов,
коллекторов и т.д.). Сканирование осуществляется с помощью цветной
и черно-белой видеокамер или цифрового фотоаппарата.
5.3.6.3. Разрешающая способность видеотехнологии:
протяженность макродефектов - 0,5 мм и более; раскрытие
трещиноподобных дефектов - 0,1 мм и более.
Пределы применения: только дефекты, выходящие на
контролируемую поверхность.
Информация, необходимая для реализации видеотехнологии
контроля микроповреждений, приведена в Приложении 13.
5.3.7. Технология неразрушающего контроля методом аммиачного
отклика детали (ДАО-технология).
5.3.7.1. ДАО-технология предназначена для выявления микро- и
макронесплошностей в материалах элементов энергооборудования,
зданий и сооружений при условии, если эти несплошности выходят на
поверхность.
5.3.7.2. ДАО-технология основана на введении аммиака в
дефекты, выходящие на контролируемую поверхность, и последующей
регистрации его при выходе из дефектов.
5.3.7.3. Информация, необходимая для реализации
ДАО-технологии, приведена в Приложении 11.
5.3.8. Технология контроля микроповреждений с помощью
мобильного компьютерного микроскопа (МКМ-технология).
5.3.8.1. МКМ-технология предназначена для выявления
микроповреждений элементов котлов, паропроводов и турбин, а также
металлических конструкций зданий и сооружений.
5.3.8.2. Использование МКМ-технологии позволяет как определить
качество шлифов, подготовленных для снятия реплик, так и проводить
исследование этих шлифов непосредственно на оборудовании.
5.3.8.3. МКМ-технология является неотъемлемой частью
микроструктурного мониторинга живучести ответственных элементов
энергооборудования, зданий и сооружений.
5.3.8.4. Информация, необходимая для реализации
МКМ-технологии, приведена в Приложении 14.
5.4. Комплексы технологий.
5.4.1. Технологический комплекс "Роторы паровых турбин".
5.4.1.1. Технологический комплекс предназначен для контроля,
восстановления и определения живучести роторов турбин ТЭС.
5.4.1.2. Комплекс "Ротор" включает: систему устройств для
удаления окалины и восстановления живучести ротора в зонах
конструкционных концентраторов (центральная полость, тепловые
канавки, придисковые галтели, пазы дисков под лопатки,
разгрузочные отверстия) путем удаления части поверхностного слоя
толщиной 0,1 - 0,2 мм, содержащего микроповреждения; вихретоковую,
видео-, ДАО- и ультразвуковую технологии контроля
микроповреждений; технологию микроструктурного мониторинга,
технологию герметизации центральной полости ротора для
эксплуатации его с инертным газом; технологию в виде
интерактивного норматива для определения остаточного ресурса
ротора и продолжительности его эксплуатации до очередного
капитального ремонта.
5.4.1.3. Описание технологий, входящих в комплекс "Роторы
паровых турбин", приведено в Приложениях 1, 2, 3, 11, 12, 13, 14.
5.4.2. Технологический комплекс "Паропроводы".
5.4.2.1. Комплекс предназначен для контроля макроповреждений и
микродефектов прямых труб и гибов (далее - "элементов")
станционных паропроводов и паропроводов в пределах котла,
эксплуатируемых в условиях ползучести с учетом воздействия
опорно-подвесной системы.
5.4.2.2. Технологический комплекс включает: систему технологий
для определения опасных зон, содержащих микроповреждения в
элементах паропроводов (вихретоковые, ультразвуковые,
ДАО-технологии, а также средства контроля и учета изменений
овальности, минимальной толщины стенки гиба, скорости ползучести,
"локальной" кривизны наружной поверхности - зоны экстремумов);
систему средств для микроструктурного мониторинга (компьютерный
мобильный микроскоп, реплики, микрообразцы); интерактивный
норматив для определения категорий опасности и коэффициентов
достоверности, характеризующих меру живучести элементов
паропроводов.
5.4.2.3. Описание технологий, входящих в комплекс
"Паропроводы", приведено в Приложениях 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14.
5.4.3. Технологический комплекс "Здания, сооружения ТЭС".
5.4.3.1. Комплекс предназначен для мониторинга дефектности
ответственных элементов зданий и сооружений ТЭС.
5.4.3.2. Комплекс включает: видео-, ДАО-, вихретоковую,
ультразвуковую технологии; средства мониторинга уровня и режима
грунтовых, подземных вод для обеспечения нормативного состояния
зданий, сооружений путем проведения гидрогеологических режимных
наблюдений; компьютерную базу паспортизации зданий, сооружений и
атлас видеоизображений поврежденных элементов.
5.4.3.3. Описание технологий, входящих в комплекс "Здания,
сооружения ТЭС", приведено в Приложениях 10, 11, 12, 13.
6. НОРМАТИВНО-ОРГАНИЗАЦИОННАЯ БАЗА
6.1. Нормативно-организационная база ОС "Живучесть ТЭС"
включает:
- основополагающие и распорядительные документы Минэнерго СССР
и РАО "ЕЭС России" (Приложение 17);
- отраслевую нормативно-техническую документацию на
энергооборудование (Приложения 17 и 21);
- международные и национальные стандарты (Приложение 21);
- комплекс руководящих документов, устанавливающий правила и
процедуры контроля, определения, восстановления живучести
ответственных элементов зданий и сооружений ТЭС (Приложения 1 -
14);
- реестр участников ОС "Живучесть стареющих ТЭС" -
региональных центров "Живучесть ТЭС" (Приложение 18);
- справочную документацию, монографии, справочники,
диссертации по контролю, определению, восстановлению живучести
энергооборудования ТЭС (Приложение 21).
6.2. Разработку нормативных документов по контролю,
определению, восстановлению живучести и внесение изменений в них
осуществляет ОС "Живучесть ТЭС".
6.3. Утверждение и публикацию руководящих и справочных
документов, в т.ч. и на электронных носителях, осуществляет РАО
"ЕЭС России" по представлению МКС "Живучесть ТЭС".
6.4. Нормативно-организационной основой реализации решений по
контролю, восстановлению, определению живучести является база
знаний, представленная в виде компьютерной энциклопедии.
Отраслевая нормативная система "Живучесть ТЭС" (ОСД)
ориентирована в первую очередь на стареющие ТЭС, а в них на
наиболее ответственные элементы оборудования, зданий и сооружений:
- роторы, диски, лопатки (в особенности последних ступеней)
турбин;
- литые корпуса турбин и крупной арматуры;
- паропроводы;
- фундаменты агрегатов, потолочные плиты, колонны главного
корпуса.
7. СТРУКТУРА ОТРАСЛЕВОЙ СИСТЕМЫ "ЖИВУЧЕСТЬ ТЭС"
7.1. Отраслевая система "Живучесть ТЭС" образована в
соответствии с решениями РАО "ЕЭС России" (Приложение 17) и
включает:
- Межотраслевой Координационный Совет (МКС), возглавляемый
тремя сопредседателями;
- Отраслевую службу (ОТС), возглавляемую директором;
- Костромской филиал Всероссийского теплотехнического
института (КФ ВТИ);
- Отраслевую лабораторию (ОЛ);
- Костромской филиал Ивановского государственного
энергетического университета (Кф ИГЭУ);
- Отраслевой метролого-технологический комплекс (ОМТК);
- Оперативные выездные бригады;
- Региональные центры (РЦ) - участники системы.
7.2. Функции подразделений, входящих в структуру ОС "Живучесть
ТЭС":
----------------------T------------------------------------------¬
¦ Подразделение ¦ Функции подразделения ¦
+---------------------+------------------------------------------+
¦Межотраслевой ¦Общее руководство, руководство работами по¦
¦Координационный Совет¦метрологии, проводящимися в рамках ОС "Жи-¦
¦ ¦вучесть ТЭС". ¦
¦ ¦Разработка, опубликование руководящих до- ¦
¦ ¦кументов ОС "Живучесть ТЭС" и внесение в ¦
¦ ¦них изменений (при необходимости). Анализ ¦
¦ ¦и контроль эффективности деятельности ОС. ¦
¦ ¦Проведение выездных совещаний ¦
+---------------------+------------------------------------------+
¦Отраслевая служба ¦Оперативное руководство и реализация реше-¦
¦ ¦ний МКС. Консультации в сфере контроля, ¦
¦ ¦определения, восстановления живучести ¦
¦ ¦энергооборудования. ¦
¦ ¦Аккредитация региональных центров ¦
+---------------------+------------------------------------------+
¦Костромской филиал ¦Оказание методической помощи в вопросах, ¦
¦Всероссийского тепло-¦касающихся работ по контролю, определению,¦
¦технического институ-¦восстановлению живучести энергооборудова- ¦
¦та ¦ния. ¦
¦ ¦Координация взаимодействия специалистов по¦
¦ ¦живучести оборудования, зданий и сооруже- ¦
¦ ¦ний и технологов энергопредприятий. ¦
¦ ¦Повышение квалификации персонала ТЭС ¦
+---------------------+------------------------------------------+
¦Отраслевая лаборато- ¦Выполнение научно-исследовательских работ.¦
¦рия ¦Экспертиза документации и результатов ра- ¦
¦ ¦бот по живучести, проводимых энергопред- ¦
¦ ¦приятиями. ¦
¦ ¦Разработка новых технологий и специализи- ¦
¦ ¦рованных технических средств ¦
+---------------------+------------------------------------------+
¦Костромской филиал ¦Подготовка специалистов высшей квалифика- ¦
¦Ивановского государ- ¦ции и кандидатов технических наук для ре- ¦
¦ственного энергоуни- ¦шения проблем по живучести стареющих ТЭС ¦
¦верситета ¦ ¦
+---------------------+------------------------------------------+
¦Отраслевой метролого-¦Проверка и совершенствование технологий. ¦
¦технологический комп-¦Промышленное освоение технологий в услови-¦
¦лекс ¦ях ТЭС ¦
+---------------------+------------------------------------------+
¦Оперативные выездные ¦Проведение работ на объектах. ¦
¦бригады ¦Методическая помощь специалистам энерго- ¦
¦ ¦предприятий ¦
+---------------------+------------------------------------------+
¦Региональные центры ¦Внедрение правил и технологий отраслевой ¦
¦(участники системы) ¦системы "Живучесть ТЭС" на энергопредприя-¦
¦ ¦тиях ¦
L---------------------+-------------------------------------------
Приложения
I. ЖИВУЧЕСТЬ ОТВЕТСТВЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
(УЗЛОВ, КОМПОНЕНТОВ) ТУРБИНЫ
Приложение 1
(обязательное)
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
РОТОРЫ ПАРОВЫХ ТУРБИН ТЭС. ИНТЕРАКТИВНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ
И ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАТЕГОРИИ ОПАСНОСТИ
РД 153-34.0-20.605-2002-01ир
Настоящий Руководящий документ (далее - РД) распространяется
на цельнокованые роторы высокого и среднего давления (РВД и РСД)
паровых турбин энергоблоков ТЭС мощностью 100 МВт и более и
определяет технологии, периодичность и объемы контроля роторов, а
также методы оценки их предела живучести (остаточного ресурса).
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. РД регламентирует порядок, периодичность и объем контроля
повреждаемых элементов (зон) роторов турбин, эксплуатируемых в
условиях ползучести (при температуре от 450 -С и выше), при
достижении ими проектного, паркового и индивидуального предела
живучести.
1.2. РД регламентирует процесс контроля состояния отдельных
элементов (зон) роторов, включая метрологию и технологию контроля,
виды отчетной документации.
1.3. Настоящий РД разработан с учетом основных положений РД
153-34.1-17.421-98 (РД 10-262-98) [3.66] и РД 34.17.440-96 [3.67].
1.4. Принципиальной особенностью РД является его неотъемлемая
связь с компьютерной информационно-экспертной системой,
охватывающей ТЭС в целом. Это позволяет повышать достоверность
получаемых решений по мере накопления результатов входного и
эксплуатационного контроля, наполнения базы повреждений
контролируемых зон ротора, отраслевой базы повреждений этих зон, а
также по мере накопления результатов испытаний до разрушения
ротора в отраслевом метролого-технологическом комплексе (ОМТК).
1.5. Положения РД подлежат обязательному выполнению всеми
цехами, службами и отделами ТЭС, входящими в ОС "Живучесть ТЭС",
которые обеспечивают контроль, эксплуатацию, подготовку к ремонту
и ремонт роторов: лаборатория или служба металлов, котлотурбинный
цех (КТЦ), цех централизованного ремонта (ЦЦР),
производственно-технический отдел (ПТО) и др.
1.6. Периодический контроль роторов с использованием
интерактивной (информационно-экспертной системы) осуществляют:
отраслевая служба "Живучесть ТЭС", лаборатория измерения
дефектности оборудования (ЛИДО), ЦЦР, цех ОМТК Костромской ГРЭС и
отдел живучести Рязанской ГРЭС (ОТЖ-РГРЭС), соответствующие службы
других региональных центров. Преимущественно контроль проводится в
период плановых ремонтов энергоблоков.
1.7. ПТО совместно с КТЦ организует учет температурного режима
работы металла роторов, ведет учет среднегодовых температур
эксплуатации, температурного режима пуска и останова энергоблоков,
среднегодового давления перед соответствующими клапанами турбины,
наработки, числа пусков из разных тепловых состояний и сведений о
замене или перемещении роторов с одной турбины на другую и в
резерв.
Средствами цеха АСУ осуществляется подсчет и передача в
информационно-экспертную систему ежесуточных сведений о наработке
энергоблоков.
Планирование ремонтов энергоблоков осуществляется в
соответствии с результатами проведенного контроля, экспертизы и
рекомендуемого регламента, по данным информационно-экспертной
системы.
1.8. Результаты входного и эксплуатационного контроля роторов,
полученные в соответствии с требованиями ранее действующих
инструкций, могут использоваться при проведении экспертизы и
определении возможности дальнейшей эксплуатации роторов.
1.9. Ответственность за выполнение контроля роторов
возлагается на главного инженера ТЭС.
1.10. При положительных результатах диагностирования роторов,
срок эксплуатации которых не превысил паркового ресурса, решение о
допуске его в эксплуатацию принимает экспертно-техническая
комиссия ТЭС (ЭТК ТЭС).
Возможность эксплуатации роторов при выработке паркового
ресурса или неудовлетворительных результатах диагностирования
определяется одной из специализированных организаций: ВТИ, ОРГРЭС,
УралВТИ, Костромским филиалом ВТИ.
Окончательное решение о дальнейшей эксплуатации принимает ЭТК
ТЭС. Решение ЭТК утверждается РАО "ЕЭС России".
1.11. В тексте РД приняты следующие сокращения и условные
обозначения:
КО - категория опасности;
ДЕЛЬТА КО - прибавка к результирующему значению КО;
КД - коэффициент достоверности;
ВК - визуальный контроль;
УЗК - ультразвуковой контроль;
МПД - магнитопорошковая дефектоскопия;
ВТК - вихретоковый контроль;
ВДК - видеоконтроль;
ДАО - аммиачный отклик детали;
КПМ - категория повреждения микроструктуры;
МА - микроструктурный анализ;
ММ - микроструктурный мониторинг;
П - расчетная поврежденность элемента ротора;
ЦПР - центральная полость (осевой канал) ротора.
2. ТЕХНОЛОГИИ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ РОТОРОВ
2.1. При определении меры живучести роторов контролируются
следующие повреждаемые элементы (зоны):
- центральная полость ротора (осевой канал);
- диски первых наиболее высокотемпературных ступеней РВД и
РСД, включая пазы для крепления лопаток, обода, полотна,
придисковые галтели, поверхности в районе разгрузочных отверстий;
- тепловые канавки концевых, диафрагменных и промежуточных
уплотнений, расположенных в зоне ротора с температурой металла
выше 400 -С;
- полумуфты, включая отверстия под соединительные болты;
- упорные гребни;
- шейки;
- поверхность масляных уплотнений;
- остальная поверхность ротора.
2.2. Для контроля повреждаемых зон используются следующие
технологии:
- визуальный контроль;
- видеоконтроль;
- ультразвуковой контроль;
- магнитопорошковая дефектоскопия;
- вихретоковый контроль;
- аммиачный отклик детали (ДАО-контроль);
- микроструктурный мониторинг;
- измерение твердости;
- контроль биения полумуфт, шеек, гребней ротора;
- контроль дефектов упорных гребней;
- контроль дефектов шеек;
- контроль износа поверхности в зоне масляных уплотнений.
Объем и сроки проведения эксплуатационного контроля элементов
(зон) роторов определяются в зависимости от их категорий опасности
(раздел 4).
В качестве браковочного уровня при проведении
дефектоскопического контроля принимается глубина поверхностных
дефектов для любой зоны ротора - 1 мм, а для дефектов, не
выходящих на поверхность и выявляемых методами УЗК, значение
эквивалентного диаметра - 2 мм. Расчетные оценки для большинства
типов роторов показали, что в дефектах таких размеров при всех
плановых режимах эксплуатации турбин реализуется коэффициент
интенсивности напряжений (КИН), не превышающий пороговые значения
(К1п, К1ц) для роторных сталей. Возможность дальнейшей
эксплуатации ротора с выявленными дефектами и ее продолжительность
должны определяться расчетом времени до разрушения. Расчетами,
выполненными ВТИ, ЛМЗ, ХЦКБ для многих типов роторов с
использованием характеристик трещиностойкости, установлено, что
время живучести, определенное как время развития трещины от
браковочного уровня до допустимого размера, составляет не менее
30000 часов работы турбины в базовом режиме (не менее
межремонтного периода). Такой подход также может быть применен при
выработке ротором своего расчетного ресурса, но при отсутствии
трещин.
Ниже приводится описание применяемых технологий контроля
состояния роторов.
2.3. Визуальный контроль (ВК).
2.3.1. Визуальный контроль зон ротора проводится в целях
выявления на поверхности легко обнаруживаемых дефектов. Технология
визуального контроля регламентирована РД 34.17.440-96 [3.67].
Визуальный контроль поверхности проводится без применения
увеличительных приборов до зачистки поверхности.
2.4. Видеоконтроль (ВДК).
2.4.1. Технология видеоконтроля и документирования состояния
поверхности центральной полости ротора (ЦПР) используется как
самостоятельный вид контроля, а также для уточнения природы
дефектов, выходящих на поверхность и выявленных при ДАО,
вихретоковом и ультразвуковом контроле. Изображение
контролируемого участка поверхности ЦПР может быть
задокументировано путем ввода видеоизображения в компьютер.
2.4.2. Технология реализуется в соответствии с РД
153-34.0-20.605-2002-13вк (Приложение 13).
2.4.3. Видеоконтроль выполняется до и после зачистки ЦПР с
помощью телевизионного смотрового прибора СПТ-2.
2.4.4. Подробное описание технологии видеоконтроля ЦПР
приведено в РД 153-34.0-20.605-2002-13вк (Приложение 13).
|
