|
Стр. 8
элемента оценивается по полю зрения с максимальной
микроповрежденностью порами ползучести. Характерные места с
максимальной микроповрежденностью порами ползучести должны быть
зафиксированы при увеличении х 500 - занесены в память компьютера
или сфотографированы.
2. Анализ микрошлифов
При оценке микроповрежденности металла паропроводов -
выявлении микропор ползучести, цепочек микропор и микротрещин на
металлографических шлифах ("живом металле") необходимо
руководствоваться следующими правилами:
2.1. Единичные изолированные, множественные микропоры, цепочки
микропор располагаются всегда по границам и в стыках зерен и имеют
темную окраску (см. рис. 1 - рисунки данного приложения не
приводятся).
2.2. Микротрещины имеют зигзагообразный, характерный для
процесса ползучести, вид (см. рис. 2).
2.3. Поры ползучести имеют, как правило, каплевидную, слегка
вытянутую форму, встречаются также поры округлой и треугольной
формы (см. рис. 3).
2.4. Единичные изолированные и множественные поры
преимущественно имеют характерный размер 1 - 4 мкм; при наличии
цепочек пор и крупных пор размером >= 5 мкм обязательно должны
наблюдаться более мелкие единичные поры (см. рис. 4, "а"). Если
единичные поры отсутствуют, то выявленные "цепочки пор" могут
представлять собой растравленные границы зерен с карбидами,
расположенными по ним в виде цепочек (см. рис. 4, "б").
2.5. Карбиды на нерастравленном (правильно приготовленном)
шлифе, в отличие от микропор, имеют светлую окраску с окантовкой
по краям (см. рис. 5).
2.6. При идентификации пор большое значение имеет степень
травления шлифа. Выявляемость микропор лучше в том случае, когда
микрошлиф подготовлен (протравлен) таким образом, что имеются
тонкие четкие границы зерен (см. рис. 6).
При сильном травлении границы зерен и очертания расположенных
на них карбидов оказываются увеличенными, размытыми. Указанные
элементы структуры могут быть ошибочно приняты за поры или цепочки
пор (см. рис. 4).
2.7. Следует отличать поры ползучести от ямок, оставшихся от
выкрошившихся в процессе изготовления микрошлифа карбидов. Как
было указано в п. 2.1, микропоры всегда располагаются по границам
и в стыках зерен. Ямки от выкрошившихся карбидов могут быть и в
теле зерен (см. рис. 7).
2.8. Неметаллические включения обычно имеют светло-серую
(оксиды), темно-серую (сульфиды) или комбинированную
светло-темно-серую (оксисульфиды) окраску. Микропоры, в отличие от
неметаллических включений, имеют черную окраску (см. рис. 8).
Кроме этого, неметаллические включения, как правило, имеют большие
размеры, чем микропоры. В отличие от пор, у которых при изменении
фокусировки просматривается дно, неметаллические включения лежат в
плоскости шлифа.
2.9. При оценке микроповрежденности металла элементов
паропроводов из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф применяют единые правила.
Следует, однако, учитывать, что наибольшая трудность связана с
выявлением единичных изолированных пор в стали 15Х1М1Ф, имеющей
бейнитную (феррито-бейнитную) структуру (см. рис. 9). В
сомнительных случаях, когда другие составляющие микроструктуры
можно принять за поры, следует давать более консервативную оценку
микроповрежденности металла, т.е. считать категорию повреждения
микроструктуры (КПМ) равной 5,1 (наличие единичных пор).
3. Анализ реплик
3.1. Реплика представляет собой точный отпечаток рельефа
металлографического шлифа и воспроизводит все детали
микроструктуры шлифа: границы зерен, выделения на границах,
включения, поры, трещины и т.п.
Все детали рельефа микроструктуры, которые на протравленном
шлифе лежат ниже уровня поверхности (границы зерен, области вокруг
карбидов, микропоры, микротрещины и т.п.), на реплике выступают
над уровнем поверхности пленки.
3.2. При исследовании ацетатной реплики на металлографическом
микроскопе на нее помещают зеркало, которое отражает прошедший
через реплику свет обратно в объектив.
При прохождении света через участки пленки, не содержащие
рельефа, его направление практически не изменяется, и все лучи
попадают в объектив. Освещенность таких участков на изображении
будет максимальной.
При прохождении света через выступ рельефа реплики часть лучей
отклоняется от первоначального направления настолько, что не
попадает в объектив. В результате элементы рельефа будут выглядеть
темными. Таким образом, распределение контраста на изображении
реплики получается подобным распределению контраста на шлифе. Для
усиления контраста обратную поверхность реплики можно покрыть
прозрачным слоем черной краски или чернил.
3.3. Если в металле шлифа имеются микропоры, на рельефе границ
будут присутствовать микровыпуклости соответствующих размеров.
Микропоры размерами порядка 1 - 2 мкм обычно выглядят как темные
пятна на изображении шлифа, а достаточно крупные поры могут иметь
неоднородный контраст.
Типичные портреты микроструктуры стали 12Х1МФ с различной
степенью повреждения, полученные при исследовании ацетатных
реплик, приведены на рис. 10.
3.4. Оценка микроповрежденности металла порами ползучести с
использованием полимерных реплик, изготовленных из фотопленки или
магнитной пленки, проводятся по такой же методике, как и при
анализе ацетатных пленок. Как и на металлографическом шлифе,
микропоры имеют вид темных округлых пятен, а карбиды представляют
собой светлые частицы с окантовкой (см. рис. 11).
3.5. Определение микроповрежденности металла с помощью реплик
(оттисков), приготовленных из специального жидкого раствора
полимерного материала, твердеющего на воздухе, осуществляется по
методике, разработанной А.Е. Аноховым и И.В. Фединой (ВТИ). В
качестве примера на рис. 12 показаны характерные портреты
структуры металла из стали 12Х1МФ после длительной эксплуатации.
Идентификация структурных составляющих (границ зерен, карбидов,
микропор и т.п.) при анализе реплик проводится таким же образом,
как и при исследовании металлографических шлифов.
Приложение 7
(обязательное)
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
КОТЛЫ И ПАРОПРОВОДЫ ТЭС. РЕГЛАМЕНТ КОНТРОЛЯ
ЭЛЕМЕНТОВ, ВЫРАБОТАВШИХ ПАРКОВЫЙ РЕСУРС
РД 153-34.0-20.605-2002-07рк
Настоящий Руководящий документ (далее - РД) распространяется
на работающие при температуре выше 450 -С элементы котлов и
паропроводов, выработавших парковый ресурс (превысивших парковый
предел живучести), а также на элементы котлов и паропроводов, у
которых до выработки паркового ресурса выявлялись признаки
исчерпания фактического ресурса, и устанавливает требования к
организации их контроля.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Требования данного РД относятся к блокам, установленным
на электростанциях, включенных в перечень отраслевых образцов
стареющих ТЭС (региональных центров), приведенный в РД
153-34.0-20.605-2002-18ру (Приложение 18) <*>.
--------------------------------
<*> В указанных региональных центрах настоящий РД внедряется
поэтапно по мере получения положительных результатов на лидере
группы - Костромской ГРЭС с учетом фактического состояния их
оборудования.
1.2. Контролю подлежат гибы, прямые участки, сварные
соединения и литые детали паропроводов и коллекторов котлов.
1.3. Контроль проводится в период текущих, средних и
капитальных ремонтов блока. В период капитальных ремонтов
проводится дефектоскопия всех элементов, входящих в контрольную
группу. В период текущих и средних ремонтов контролируются те
элементы, информация о состоянии которых необходима для
предварительного планирования работ, выполняемых при капитальном
ремонте.
2. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ КОНТРОЛЯ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
2.1. Контроль и оценка состояния гибов производится по
результатам УЗК, МПД, измерений толщины стенки и овальности
сечения, определения структуры и микроповреждения металла.
2.2. Для увеличения достоверности принимаемого решения
необходимо сопоставление результатов контроля по контролируемому
гибу (контрольной группе) с наиболее информативными данными из
отраслевой базы "Повреждения гибов паропроводов и перепускных
труб". В качестве средства для такого сопоставления должна
использоваться отраслевая информационно-экспертная система
гармонизации решений (СГР).
2.3. Контроль и оценка состояния прямых участков производится
по результатам измерения толщины стенки и твердости металла,
определения его структуры и микроповреждения, измерений остаточной
деформации или скорости ползучести.
2.4. Контроль и оценка состояния сварных соединений, литых
деталей паропроводов и коллекторов производится методами и
средствами, предусмотренными в типовой инструкции для допаркового
периода эксплуатации этих элементов. Для оценки состояния
коллекторов дополнительно может измеряться величина их прогиба.
Гидроиспытания трубопроводных элементов пароводяного тракта
после выполнения сварочных работ при их ремонте осуществляются в
соответствии с РД 34.153-34.0-20.605-2002-09ип (Приложение 9).
2.5. Дефектоскопический контроль и измерение твердости
производятся согласно действующей НТД. Определение структуры и
микроповреждения металла прямых труб производится по сколам,
репликам либо с помощью микрообразцов в соответствии с РД
153-34.0-20.605-2002-06иг (Приложение 6).
2.6. Исследование микроструктуры и микроповреждения металла
гибов проводится по репликам либо с помощью микрообразцов,
отобранных на растянутой зоне гиба. Допускается проводить
исследование микроструктуры на металле сколов, отобранных из
сжатой зоны. Прогиб коллекторов определяется с помощью струны или
гидроуровня, или оптическим (лазерным) способом.
3. ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ
3.1. Возможность и условия дальнейшей эксплуатации элементов,
указанных в п. 1.2, определяются по результатам обследования
контрольных групп.
3.2. В контрольную группу гибов (не менее двух на каждой нитке
паропровода или перепуска) должны входить гибы с наименьшим
расчетным ресурсом, а также гибы, ресурс которых может существенно
снижаться из-за действия не поддающихся учету факторов.
3.3. Контрольная группа труб (не менее двух на каждой нитке
паропровода или на каждом перепуске) должна выбираться с учетом
данных о структуре и расчетном ресурсе не менее 30% труб данной
нитки или всех труб данного перепуска.
3.4. Данные о паропроводах, необходимые для выделения
контрольной группы в соответствии с п. 3.2, должны быть получены
до наработки ими паркового ресурса, установленного действующими
РД.
Приложение 8
(обязательное)
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
ПАРОПРОВОДЫ ТЭС. ТЕХНОЛОГИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОПОВРЕЖДЕНИЯ
МЕТАЛЛА ПО МИКРОТВЕРДОСТИ ОТОБРАННЫХ МИКРООБРАЗЦОВ
РД 153-34.0-20.605-2002-08мт
Настоящий Руководящий документ (далее - РД) распространяется
на элементы паропроводов (гибы, фасонные детали, прямые участки),
работающие при температуре металла выше 450 -С, и определяет
технологию оценки микроповрежденности металла по микротвердости
отобранных микрообразцов (микровырезок) в дополнение к
исследованиям микроструктуры.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
1.1. Технология определения микротвердости металла отобранных
микрообразцов (далее по тексту - технология "Микротвердость")
предназначена для систематической оценки микроповрежденности
металла прямых труб и гибов паропроводов. При длительной
эксплуатации паропроводов технология применяется наряду с иными
физическими методами исследования, например: металлографическим
анализом, электронной растровой и просвечивающей микроскопией.
Обоснование применения технологии "Микротвердость" приведено в
разделе 6.
1.2. Технология "Микротвердость" является частью технологии
"Микрообразцы", приведенной в РД 153-34.0-20.605-2002-06иг
(Приложение 6).
1.3. В технологии "Микротвердость" используются свойства
жаропрочных сталей 12Х1МФ, 15Х1М1Ф изменять микротвердость
составляющих фаз - феррита, перлита, сорбита, бейнита при
трансформации микроструктуры в процессе стационарной и
нестационарной ползучести, а также при действии термомеханических
нагрузок.
1.4. Отбор микрообразцов для измерения микротвердости
проводится во время плановых и внеплановых ремонтов оборудования.
1.5. Организацию и проведение работ, предусмотренных данной
технологией, осуществляют лаборатории металлов ТЭС, лаборатории
измерений дефектности оборудования (ЛИДО), службы металлов
энергосистем, службы измерения дефектности оборудования (СИДО).
2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ
При использовании технологии "Микротвердость" применяется
стандартное оборудование - микротвердомеры типа ПМТ-3 или ПМТ-3М.
3. ТЕХНОЛОГИЯ
3.1. При проведении контроля микроповрежденности металла
элементов паропроводов ТЭС по технологии "Микротвердость"
последовательно выполняют следующие основные операции:
- выборку микрообразцов из наиболее повреждаемых зон
паропроводов, в первую очередь из растянутой зоны гиба;
- подготовку микрошлифов по принятой для оптической и
растровой электронной микроскопии технологии ОСТ 34-70-690-96
[3.24];
- проведение измерений микротвердости на микрошлифах;
- обработку результатов измерений и определение категорий
повреждения (деградации) микроструктуры.
3.2. Измерение микротвердости различных структурных
составляющих металла микрообразца выполняют в соответствии с
технологией, рекомендованной ГОСТ 9450-76 [3.22].
3.3. При измерениях должны выполняться следующие требования:
- количество отпечатков на каждой структурной составляющей -
не менее 15;
- нагрузка на индентор - 20 г;
- расстояние между отпечатками - не менее 3d, где d - размер
диагонали отпечатка;
- перед каждой серией измерений выполняется юстировка прибора.
3.4. Измерения выполняют для следующих структурных
составляющих:
- ферритные зерна;
- перлитные (сорбитные, бейнитные) зерна.
3.5. Результаты измерений записываются в табл. 1.
Таблица 1
ФОРМА ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ МИКРОТВЕРДОСТИ
-------------T------------------T---------T----------T-----------¬
¦Структурная ¦Значение параметра¦ Единица ¦Результаты¦Среднеариф-¦
¦составляющая¦ ¦измерения¦измерений ¦метическое ¦
¦ ¦ ¦ ¦1, 2, 3, ¦значение ¦
¦ ¦ ¦ ¦4,...,15 ¦ ¦
+------------+------------------+---------+----------+-----------+
¦ФЕРРИТ ¦длина диагонали ¦мкм ¦ ¦ ¦
¦ ¦отпечатков ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦значение микро- ¦МПа ¦ ¦ ¦
¦ ¦твердости ¦ ¦ ¦ ¦
+------------+------------------+---------+----------+-----------+
¦ПЕРЛИТ ¦длина диагонали ¦мкм ¦ ¦ ¦
¦ ¦отпечатков ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦значение микро- ¦МПа ¦ ¦ ¦
¦ ¦твердости ¦ ¦ ¦ ¦
+------------+------------------+---------+----------+-----------+
¦БЕЙНИТ ¦длина диагонали ¦мкм ¦ ¦ ¦
¦ ¦отпечатков ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦значение микро- ¦МПа ¦ ¦ ¦
¦ ¦твердости ¦ ¦ ¦ ¦
L------------+------------------+---------+----------+------------
4. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ МИКРОТВЕРДОСТИ
И ОЦЕНКА КАТЕГОРИИ ПОВРЕЖДЕНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ МЕТАЛЛА
4.1. Оценку микроповреждения проводят по значениям
микротвердости структурных составляющих, характерных для данной
марки стали.
Для стали 12Х1МФ определяют:
Ф
Н - микротвердость феррита;
мю
П
Н - микротвердость перлита;
мю
П-Ф
ДЕЛЬТА Н - разность значений микротвердости перлита и
мю
феррита.
Для стали 15Х1М1Ф определяют:
Ф
Н - микротвердость феррита;
мю
Б
Н - микротвердость бейнита;
мю
Б-Ф
ДЕЛЬТА Н - разность значений микротвердости бейнита и
мю
феррита.
П Б П-Ф Б-Ф
Значения Н , Н , ДЕЛЬТА Н , ДЕЛЬТА Н определяют как
мю мю мю мю
среднеарифметическое результатов измерений, выполненных в
соответствии с п. п. 3.3 и 3.4.
П Б П-Ф Б-Ф
4.2. Значения Н , Н , ДЕЛЬТА Н , ДЕЛЬТА Н , полученные в
мю мю мю мю
соответствии с п. 4.1, сравниваются с этими же значениями,
приведенными в табл. 2 для данной марки стали, и определяется
категория повреждения микроструктуры. Характеристики
микроструктуры в зависимости от категории повреждения приведены в
табл. 3.
П Б П-Ф Б-Ф
Если значения Н , Н ДЕЛЬТА , ДЕЛЬТА Н соответствуют 5
мю мю, мю мю
-ой или 6-ой категориям повреждения, то результаты проведенного
контроля считаются ориентировочными. В этом случае действительная
категория повреждения определяется другими методами контроля
(например, путем анализа "портрета" микроструктуры). В остальных
П Б П-Ф Б-Ф
случаях по полученным значениям Н , Н , ДЕЛЬТА Н , ДЕЛЬТА
мю мю мю мю
устанавливается соответствующая категория микроповреждения данного
элемента паропровода.
Таблица 2
ХАРАКТЕРИСТИКИ МИКРОТВЕРДОСТИ (МПА) СТРУКТУРНЫХ
СОСТАВЛЯЮЩИХ СТАЛЕЙ 12Х1МФ И 15Х1М1Ф В ЗАВИСИМОСТИ
ОТ КАТЕГОРИЙ ПОВРЕЖДЕНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ
--------------T------------------------T-------------------------¬
¦ Категория ¦ 12Х1МФ ¦ 15Х1М1Ф ¦
¦ повреждения +------------T-----------+-----------T-------------+
¦микроструктур¦ П ¦ П-Ф¦ Б ¦ Б-Ф ¦
¦ ¦ Н ¦ДЕЛЬТА Н ¦ Н ¦ ДЕЛЬТА Н ¦
¦ ¦ мю ¦ мю ¦ мю ¦ мю ¦
+-------------+------------+-----------+-----------+-------------+
¦1 ¦> 2225 ¦> 560 ¦> 2200 ¦> 525 ¦
+-------------+------------+-----------+-----------+-------------+
¦2 ¦ниже 2225 ¦ниже 560 ¦ниже 2200 ¦ниже 525 ¦
¦ ¦до 2075 ¦до 480 ¦до 2000 ¦до 475 ¦
+-------------+------------+-----------+-----------+-------------+
¦3 ¦ниже 2075 ¦ниже 480 ¦ниже 2000 ¦ниже 475 ¦
¦ ¦до 1925 ¦до 400 ¦до 1800 ¦до 425 ¦
+-------------+------------+-----------+-----------+-------------+
¦4 ¦ниже 1925 ¦ниже 400 ¦ниже 1800 ¦ниже 425 ¦
¦ ¦до 1775 ¦до 320 ¦до 1600 ¦до 375 ¦
+-------------+------------+-----------+-----------+-------------+
¦5 ¦- ¬ ¦- ¬ ¦- ¬¦- ¬ ¦
¦ ¦¦ниже 1775¦ ¦¦ниже 320¦ ¦¦ниже 1600¦¦¦ниже 375¦ ¦
¦ ¦{ } ¦{ } ¦{ }¦{ } ¦
¦ ¦¦до 1625 ¦ ¦¦ до 240 ¦ ¦¦до 1400 ¦¦¦до 325 ¦ ¦
¦ ¦L - ¦L - ¦L -¦L - ¦
+-------------+------------+-----------+-----------+-------------+
¦6 ¦(< 1625) ¦(< 240) ¦(< 1400) ¦(< 325) ¦
+-------------+------------+-----------+-----------+-------------+
¦7 ¦- ¦- ¦- ¦- ¦
L-------------+------------+-----------+-----------+--------------
Примечание: значения, заключенные в скобки, должны
использоваться как справочные.
Таблица 3
КАТЕГОРИИ ПОВРЕЖДЕНИЯ МИКРОСТРУКТУРЫ МЕТАЛЛА ПАРОПРОВОДОВ
ИЗ СТАЛЕЙ ПЕРЛИТНОГО КЛАССА (12Х1МФ, 15Х1М1Ф) В ПРОЦЕССЕ
ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
--------------T--------------------------------------------------¬
¦ Категория ¦ Характеристика микроструктуры ¦
¦ повреждения ¦ ¦
¦микроструктур¦ ¦
+-------------+--------------------------------------------------+
¦1 ¦В пределах сдаточных исходных микроструктур. От- ¦
¦ ¦сутствие изменений микроструктуры по отношению к ¦
¦ ¦исходной ¦
+-------------+--------------------------------------------------+
¦2 ¦В пределах сдаточных исходных микроструктур. Не- ¦
¦ ¦большие изменения микроструктуры по отношению к ¦
¦ ¦исходной на начальной стадии старения ¦
+-------------+--------------------------------------------------+
¦3 ¦В пределах браковочных исходных микроструктур. За-¦
¦ ¦метные изменения сдаточных исходных микроструктур ¦
¦ ¦в процессе эксплуатации ¦
+-------------+--------------------------------------------------+
¦4 ¦Существенные изменения исходной сдаточной микрост-¦
¦ ¦руктуры, заметные изменения исходной браковочной ¦
¦ ¦микроструктуры. Повышенное количество карбидов по ¦
¦ ¦телу зерен. Отсутствие пор. (Не выявляются при ис-¦
¦ ¦следовании методом оптической микроскопии) ¦
+-------------+--------------------------------------------------+
¦5 ¦Большие изменения исходной микроструктуры. Повы- ¦
¦ ¦шенное количество выделений карбидов по телу и ¦
¦ ¦границам зерен. Коагуляция карбидов. Наличие мик- ¦
¦ ¦ропор со средним размером более 1 мкм, ориентиро- ¦
¦ ¦ванных по границам зерен ¦
+-------------+--------------------------------------------------+
¦6 ¦Большие изменения исходной микроструктуры. Нали- ¦
¦ ¦чие цепочек микропор по границам зерен ¦
+-------------+--------------------------------------------------+
¦7 ¦Наличие цепочек микропор, слившихся в микротрещины¦
¦ ¦(макротрещины) ¦
L-------------+---------------------------------------------------
П
4.3. В том случае, когда в соответствии с таблицей 2 Н или
мю
Б П-Ф
Н соответствуют одной категории повреждения, а ДЕЛЬТА Н или
мю мю
Б-Ф
ДЕЛЬТА Н другой категории, действительную категорию повреждения
мю
микроструктуры определяют как среднее арифметическое этих значений
с округлением результатов до целого.
5. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Результаты оценки микроповреждения оформляют протоколом, в
котором приводят:
- характеристики контролируемого элемента паропровода;
- схему расположения точек отбора микрообразцов;
- результаты измерений;
- категории микроповреждения.
6. ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ "МИКРОТВЕРДОСТЬ"
Технология "Микротвердость" позволяет повысить достоверность
контроля по сравнению с принятыми методами (например
металлографический анализ и др.).
Технология апробирована на более чем 250 образцах металла
прямых труб и гибов паропроводов различных типоразмеров из сталей
12Х1МФ и 15Х1М1Ф в состоянии поставки и после длительных (до
300000 ч) сроков эксплуатации или испытаний на длительную
прочность и ползучесть при температуре 510 - 600 -С при категориях
повреждения микроструктуры металла от 1 до 7.
Кроме того, результаты испытаний позволили определить
необходимое значение нагрузки - 20 г для получения
представительных отпечатков алмазного индентора, а также
определить информативные характеристики повреждения в зависимости
от марки стали. Для стали 12Х1МФ - это микротвердость перлита
(сорбита) и разность микротвердости перлита (сорбита) и феррита,
для стали 15Х1М1Ф - это микротвердость бейнита и разность значений
микротвердости бейнита и феррита. Эти параметры практически не
изменяются по толщине образца.
Установлено, что технология "Микротвердость" достоверно
выявляет однозначную связь между категориями повреждения и
значениями микротвердости на 1-ой и 2-ой стадиях ползучести. При
этом погрешность при измерениях микротвердости не превышает 5%.
Приложение 9
(обязательное)
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
ТРУБОПРОВОДЫ ПАРОВОДЯНОГО ТРАКТА ТЭС. ИСПЫТАНИЯ
ПОСЛЕ ВЫПОЛНЕНИЯ СВАРОЧНЫХ РАБОТ В ПРОЦЕССЕ РЕМОНТА
РД 153-34.0-20.605-2002-09ип
Настоящий Руководящий документ (далее - РД) распространяется
на трубопроводные элементы пароводяного тракта ТЭС и устанавливает
правила организации испытаний трубопроводных элементов в случае
проведения сварки при их ремонте.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящий РД уточняет положения "Правил устройства и
безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов" [3.73] и
"Правил устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и
горячей воды" [3.74] в части организации испытаний трубопроводных
элементов с учетом специфики их ремонта на ТЭС.
1.2. Испытания должны быть организованы таким образом, чтобы
уменьшить опасность развития дефектов в оборудовании, возникающих
из-за специфики условий гидравлических испытаний. Гидравлические
испытания трубопроводов с целью проверки их на прочность и
плотность (герметичность) в настоящее время осуществляют в области
температур металла 10 - 40 -С, в которой трещиностойкость металла
существенно ниже, чем при высокой температуре. При многократных
гидроиспытаниях (опрессовках) подрастание дефектов, обусловленное
такими циклами, может быть значительным. Кроме того, при
повреждениях трубных систем котлов и трубопроводов, устраняемых в
течение небольшого времени (менее двух суток), их заполнение под
опрессовку сопровождается резким охлаждением еще не остывшего
металла и появлением высоких термических напряжений,
способствующих развитию дефектов.
1.3. В настоящем РД вводится критерий - категория ситуации,
определяемый через число отремонтированных с помощью сварки стыков
в испытуемой системе трубопроводов. Этот критерий позволяет
выбрать наиболее оптимальный метод испытаний в зависимости от
объема ремонта.
Количество отремонтированных сварных соединений в системе
трубопроводов определяется как сумма переваренных (подваренных) в
периоды последнего и всех предыдущих ремонтов.
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТОДА ИСПЫТАНИЙ
2.1. При гидроиспытаниях в процессе эксплуатации элементов
пароводяного тракта все ситуации, связанные с ремонтом сварных
соединений, подразделяются на три категории.
2.2. К первой категории относятся все регламентированные в
разд. 3 случаи, для которых однозначно разрешена замена
гидроиспытаний неразрушающим контролем. Ко второй категории
относятся случаи, при которых лицам, принимающим решение
(инспектор Госгортехнадзора, технический руководитель ТЭС),
разрешен выбор: гидроиспытания или неразрушающий контроль. К
третьей категории относятся случаи, для которых гидроиспытания
обязательны.
2.3. Область применения данного документа определена
"Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара
и горячей воды" [3.74].
3. ОРГАНИЗАЦИЯ ИСПЫТАНИЙ
3.1. Если количество отремонтированных сварных соединений у
объекта Госгортехнадзора, например трубопровода, не превышает 5%,
но не более 5 единиц (категория 1), то вместо гидроиспытаний
необходимо осуществить неразрушающий контроль не менее чем двумя
физически различными способами, регламентированными действующей
НТД.
3.2. При количестве отремонтированных сварных соединений до
20%, но не более 20 единиц (категория 2), решение о способе
контроля (гидравлическое испытание или дефектоскопия согласно п.
3.1) принимается техническим руководителем ТЭС и инспектором
Госгортехнадзора с учетом конкретных факторов.
3.3. При количестве отремонтированных сварных соединений 20%
или более 20 единиц (категория 3) необходимо осуществлять
гидроиспытания отремонтированной системы.
III. ЖИВУЧЕСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Приложение 10
(обязательное)
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ТЭС. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ ОПАСНОСТИ
ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ СТАРЕЮЩИХ ТЭС
РД 153-34.0-20.605-2002-10зс
Настоящий Руководящий документ (далее - РД) распространяется
на все строительные несущие и ограждающие железобетонные
конструкции (далее - ЖБК) зданий и сооружений стареющих ТЭС и
устанавливает порядок принятия решений при определении категорий
опасности (остаточного ресурса) ЖБК и соответственно регламента их
ремонта и эксплуатации в зависимости от категории опасности.
РД предназначен для служб надзора и может использоваться
совместно с программной оболочкой информационно-экспертной системы
(раздел "здания и сооружения") путем преобразования всей имеющейся
информации о ЖБК (паспортные данные завода-изготовителя, рабочие
чертежи, данные по условиям эксплуатации, истории ремонтов,
результаты технических обследований, геодезического контроля,
мониторинга дефектов и повреждений) в компьютерную электронную.
1. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРТИЗЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
КАТЕГОРИЙ ОПАСНОСТИ ЖБК
1.1. Подготовительный этап экспертизы ЖБК.
1.1.1. Для проведения экспертизы ЖБК необходимо провести
подготовительный этап работ, включающий:
- подбор и изучение проектной, исполнительной на изготовление
и монтаж, эксплуатационной документации по изделиям ЖБК;
- определение контролепригодности ЖБК и способов обеспечения
непосредственного доступа к несущим и ограждающим конструкциям;
- разработку технической программы мониторинга ЖБК;
- подготовку рабочих мест, обеспечивающих непосредственный
доступ к конструкциям;
- подготовку средств мониторинга ЖБК;
- подготовку карты повреждений и дефектов.
Здесь и далее под мониторингом ЖБК понимается постоянное
наблюдение за их техническим состоянием с целью своевременного
выявления в них дефектов и повреждений, а также вызвавших или
вызывающих их причин.
1.1.2. Проектная документация позволяет установить
объемно-планировочные и конструктивные особенности объекта,
расчетные схемы, нагрузки и воздействия, проектные марки бетона,
кирпича и раствора, классы и марки стали арматурных стержней,
стальных конструкций и деталей, материалы отделочных,
гидротеплоизоляционных и противокоррозионных покрытий и др.
1.1.3. Исполнительная документация включает в себя заводские
сертификаты и паспорта на поставленные конструкции, документы о
согласовании отступлений от проекта, допущенных при изготовлении и
монтаже, акты приемки скрытых работ, документы, удостоверяющие
качество материалов (сталей, стальных канатов, метизов,
электродов, электродной проволоки и др.), примененных при монтаже
и вошедших в состав конструкций, данные о результатах
геодезических измерений при проверке разбивочных осей и установке
конструкций, журналы производства работ и авторского надзора,
документы о контроле качества сварных соединений, документацию,
предусмотренную для предварительно-напряженных конструкций.
Исполнительная документация позволяет получить информацию о
соответствии (несоответствии) использованных при строительстве
объекта ЖБК проектным данным, о смещениях и отклонениях
конструкций от разбивочных осей, о качестве строительных и
монтажных работ.
1.1.4. Эксплуатационная документация включает журналы по
эксплуатации зданий (сооружений), предписания, акты расследования
аварий, технические отчеты или заключения о состоянии объекта
диагностирования и о результатах геодезических измерений и
позволяет получить информацию о выявленных в процессе эксплуатации
дефектах, повреждениях, отказах в работе и разрушениях
конструкций, о перемещениях и осадке несущих конструкций, о
проведенных ремонтах, усилениях и заменах.
1.1.5. Контролепригодность несущих и ограждающих конструкций
определяют исполнитель и заказчик в процессе совместного
ознакомления с объектом мониторинга ЖБК. Результаты такого
ознакомления фиксируются в соответствующем акте, в котором, при
необходимости, определяются технические средства обеспечения
непосредственного доступа к намеченным для осмотра, проверок и
контроля конструкциям или их отдельным участкам.
1.1.6. Техническая программа мониторинга ЖБК разрабатывается
исполнителем на основании информации, полученной при ознакомлении
с техническим заданием заказчика, а также при изучении проектной,
исполнительной по строительству и эксплуатационной документации и
при ознакомлении с объектом мониторинга ЖБК. После чего
техническая программа утверждается заказчиком.
В технической программе мониторинга ЖБК устанавливаются
номенклатура и количество зданий (сооружений) и (или) их составных
частей (очередей строительства, отделений, секций, конструкций,
участков, изделий), техническое состояние которых подлежит
определению, устанавливаются количество и место расположения
конструкций, изделий, участков и их сечений, намеченных для поиска
дефектов, методы и объемы предстоящих проверок и контроля. В
программе указываются средства мониторинга и технические средства
обеспечения непосредственного доступа к конструкциям, принятые
заказчиком к производству (к исполнению).
1.2. Объем контроля при экспертизе ЖБК.
1.2.1. Контроль ЖБК и их элементов с применением технологии
мониторинга может быть выборочным и сплошным.
При выборочном контроле объект мониторинга оценивают по
результатам обследования отдельных конструкций, составляющих
выборку. Объем выборки принимают не менее 10% от количества
однотипных конструкций в объекте мониторинга, но не менее трех
конструкций (если этих конструкций больше трех).
При сплошном контроле объект мониторинга оценивают по
результатам обследования всех составляющих его конструкций.
Сплошной контроль следует проводить:
- при количестве конструкций равном или менее трех;
- при высоком уровне дефектности конструкций;
- при повышенных требованиях к надежности ЖБК.
1.2.2. Уровень дефектности определяют отношением числа
дефектных конструкций, выявленных при поиске дефектов, к числу
проверенных конструкций в процентах. Уровень дефектности считается
высоким при значении этого отношения более 20%.
1.3. Определение категорий опасности для ЖБК.
1.3.1. Для единообразного представления и соразмерности
результатов различных видов контроля ЖБК используется понятие
категорий опасности (КО).
Основной причиной, вызывающей необходимость проведения
мониторинга и определения КО для ЖБК, является их старение,
происходящее в связи с воздействием на них в процессе эксплуатации
ряда факторов:
- естественное старение материалов;
- силовые воздействия от нагрузок;
- техногенные воздействия производственной среды, создаваемой
работой оборудования и систем ТЭС в процессе эксплуатации;
- атмосферные воздействия;
- геологические и гидрогеологические воздействия;
- человеческий фактор, связанный с неправильной эксплуатацией,
перестройками и реконструкцией.
Категории опасности от первой до седьмой определяются общим
состоянием ЖБК, включая наличие перемещений, деформаций, микро- и
макротрещин, а также прочностью бетона, наличием коррозии бетона и
арматуры. Классификация состояния ЖБК по КО представлена в табл. 1
и 2.
Таблица 1
КАТЕГОРИИ ОПАСНОСТИ (КО) ДЛЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ
КОНСТРУКЦИЙ (ЖБК) СТАРЕЮЩИХ ТЭС
---T----------------------------T-----------T------------T-------¬
¦КО¦ Характеристика КО для ЖБК ¦ Ситуация ¦ Краткая ¦Доля ¦
¦ ¦ ¦ ¦рекомендация¦исчер- ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦пания ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ресур- ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ¦са, % ¦
+--+----------------------------+-----------+------------+-------+
¦1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4 ¦ 5 ¦
+--+----------------------------+-----------+------------+-------+
¦1 ¦Состояние образцовое: несу- ¦Безопасная.¦Нормальное ¦0 - 15 ¦
¦ ¦щая способность обеспечена, ¦Исправность¦техническое ¦ ¦
¦ ¦конструкция устойчива, точно¦обеспечена ¦обслуживание¦ ¦
¦ ¦соблюдены все размеры и до- ¦ ¦(НТО) ¦ ¦
¦ ¦пуски, дефектов и поврежде- ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ний нет, коррозия металла и ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦бетона отсутствует, трещин ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦всех видов не наблюдается, ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦за исключением поверхностных¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦усадочных трещин глубиной не¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦более толщины защитного слоя¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦бетона. ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦Прочность бетона соответст- ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦вует проекту или выше про- ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ектной ¦ ¦ ¦ ¦
+--+----------------------------+-----------+------------+-------+
¦2 ¦Состояние хорошее: несущая ¦Незначите- ¦НТО, видео- ¦15 - 30¦
¦ ¦способность обеспечена, кон-¦льное ухуд-¦контроль ¦ ¦
¦ ¦струкция устойчива, геомет- ¦шение безо-¦ ¦ ¦
¦ ¦рические размеры неизменны, ¦пасной си- ¦ ¦ ¦
¦ ¦дефектов нет, отклонений от ¦туации. ¦ ¦ ¦
¦ ¦проектных размеров более до-¦Исправность¦ ¦ ¦
¦ ¦пускаемых нет, прогиб не ¦обеспечена ¦ ¦ ¦
¦ ¦превышает допустимых значе- ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ний. ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦Выявлен хотя бы один из сле-¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦дующих дефектов: ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦- снижение прочности бетона ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ниже проектной не более чем ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦на 10%; ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦- микротрещины в растянутой ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦зоне с раскрытием до 0,1 мм;¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦- следы коррозии бетона или ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦арматуры, проступающие через¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦защитный слой бетона ¦ ¦ ¦ ¦
+--+----------------------------+-----------+------------+-------+
¦3 ¦Состояние удовлетворитель- ¦Слабоопас- ¦Текущий ре- ¦30 - 45¦
¦ ¦ное: несущая способность ¦ная ситуа- ¦монт отдель-¦ ¦
¦ ¦обеспечена, конструкция ус- ¦ция. ¦ных ЖБК по ¦ ¦
¦ ¦тойчива, геометрические раз-¦Работоспо- ¦восстановле-¦ ¦
¦ ¦меры неизменны, дефектов ¦собность ¦нию долго- ¦ ¦
¦ ¦нет, отклонений от проектных¦обеспечена ¦вечности ¦ ¦
¦ ¦размеров более допускаемых ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦нет, максимальный прогиб не ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦превышает допустимых значе- ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ний. ¦ ¦ ¦ ¦
|
