Таблица 1
Тип зоны
|
Амплитуда, дБ
|
Энергия
|
Число импульсов на канал
|
Зоны, свободные от дефектов (соответствует АЭ-источникам I класса)
|
40-50
|
20-50
|
0-30
|
Зоны с дефектом (поверхностные трещины, непровары, поры и т.п. - соответствуют АЭ-источникам II-III класса)
|
55-75
|
50-3000
|
> 30
|
5.8.2.27. Результаты АЭ-контроля оформляются протоколом ( приложение 5), который входит в состав приложения к Заключению экспертизы промышленной безопасности ИР.
5.8.3. Обязательные и дополнительные методы дефектоскопии основного металла и металла сварных швов внутренней оболочки ИР
5.8.3.1. Обязательными традиционными неразрушающими методами контроля сварных швов и основного металла внутренней оболочки ИР (при невозможности проведения АЭ-контроля согласно п. 5.8.1.6) являются:
ультразвуковая дефектоскопия (УЗД);
цветная дефектоскопия.
5.8.3.2. Ультразвуковая дефектоскопия проводится в соответствии с ГОСТ 14782-86 [7], ОСТ 26-2044-83 [59] и обеспечивает выявление внутренних и поверхностных дефектов в сварных швах и околошовной зоне основного металла. При ультразвуковой дефектоскопии определяются условная протяженность, глубина и координаты расположения дефекта.
5.8.3.3. Объем работ по проведению контроля ультразвуковой дефектоскопией указан в табл. 2.
5.8.3.4. Ширина контролируемой зоны должна быть не менее 100 мм на каждую сторону от оси шва.
Таблица 2
№ п/п
|
Наименование зоны контроля
|
Объем контроля, %
|
1
|
Сварные швы днища
|
100
|
2
|
Нижний уторный шов
|
100
|
3
|
Вертикальные и горизонтальные сварные швы стенки внутренней оболочки до 10 м по высоте
|
100
|
4
|
Вертикальные и горизонтальные сварные швы стенки внутренней оболочки свыше 10 м по высоте для всех одностенных ИР, а также для двустенных ИР с хранением аммиака, этилена и пропилена
|
50
|
5
|
Вертикальные и горизонтальные сварные швы стенки внутренней оболочки свыше 10 м по высоте для двустенных ИР с хранением пропана, бутана и широкой фракции легких углеводородов
|
30
|
6
|
Сварные швы в местах врезки люков и патрубков
|
100
|
7
|
Сварные швы и зоны в местах с дефектами
|
Места с дефектами
|
5.8.3.5. Перед началом УЗД сварных соединений изготовляются эталоны сварных соединений для настройки дефектоскопа и пьезоэлектрических преобразователей. Результаты УЗД заносятся в протокол ( приложение 7), который входит в состав приложения к Заключению экспертизы промышленной безопасности ИР.
5.8.3.6. Цветная дефектоскопия проводится в соответствии с ГОСТ 18442-88 [8], ОСТ 26-5-88 [5] и позволяет обнаружить поверхностные дефекты, главным образом трещины, в различных сварных соединениях.
5.8.3.7. Цветная дефектоскопия проводится в тех же объемах, что и УЗД ( табл. 2, п. 5.8.3.3), за исключением уторного шва.
5.8.3.8. Ширина зоны контроля для проведения цветной дефектоскопии должна быть не менее 100 мм в каждую сторону от оси сварного шва.
5.8.3.9. Осмотр контролируемой поверхности после нанесения проявителя должен осуществляться дважды: через 5 мин после высыхания проявителя (предварительный контроль) и через 20 мин после высыхания проявителя (окончательный контроль) с применением лупы 10-кратного увеличения.
5.8.3.10. Для контроля сварных швов рекомендуется применять комплекты типа ЦАН, позволяющие выявить дефекты с шириной раскрытия до 1 мкм. Результаты контроля оформляются протоколом ( приложение 8), который входит в состав приложения к Заключению экспертизы промышленной безопасности ИР.
Примечание. Цветная дефектоскопия должна выполняться перед проведением УЗД. Обратный порядок контроля не допускается.
5.8.3.11. Для контроля основного металла и металла сварных швов внутренней оболочки ИР используются следующие дополнительные неразрушающие методы контроля:
магнитопорошковый метод (выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 21105-87 [4]);
радиографический метод (выполняется в соответствии с ГОСТ 7512-82 [52]);
вакуумный (пузырьковый) метод (выполняется в соответствии с ГОСТ 3242-79 [9]);
вихретоковый метод (выполняется в соответствии с ГОСТ 24289-80 [10]);
метод керосиновой пробы (выполняется в соответствии с ГОСТ 11128-65 [11]).
5.8.3.12. Дополнительные методы неразрушающего контроля не заменяют обязательные и выполняются для дополнительного подтверждения дефектов, выявленных обязательными методами.
5.8.3.13. Результаты, полученные при использовании дополнительных неразрушающих методов контроля, оформляются протоколом (пример протокола магнитопорошкового контроля см. в приложении 9), который входит в состав приложения к Заключению экспертизы промышленной безопасности ИР.
5.8.3.14. Все дефекты, превышающие допустимые размеры, наносятся на схему сварных соединений внутренней оболочки ИР, после чего принимается решение о работоспособности поврежденных участков основного металла или сварного шва и необходимости их ремонта.
5.8.3.15. Для выполнения работ, связанных с применением неразрушающих методов контроля, предусмотренных настоящей Инструкцией при проведении полного технического обследования ИР, допускаются дефектоскописты, прошедшие теоретическое и практическое обучение и имеющие удостоверение с квалификацией не ниже II уровня.
5.8.4. Метод магнитной памяти металла (ММП контроль)
5.8.4.1. ММП контроль, основанный на измерении поля остаточной намагниченности (Нр), является рекомендуемым неразрушающим методом контроля целостности внутренней оболочки ИР и проводится в соответствии с Методикой экспресс-диагностики сосудов и аппаратов с использованием магнитной памяти металла [6] и применяется для оценки напряженно-деформированного состояния ИР с учетом неоднородности структуры металла. При ММП контроле используется эффект магнитной памяти металла к зонам действия максимальных рабочих нагрузок. ММП контроль не требует специальной подготовки поверхности металла.
5.8.4.2. ММП контролем допускается проводить до 30% работ по неразрушающему контролю ( табл. 2, п. 5.8.3.3) либо все работы по контролю сварных швов стенки внутренней оболочки ИР на высоте свыше 10 м ( табл. 2, п. 5.8.3.3).
5.8.4.3. ММП контроль осуществляют два оператора. Один оператор выполняет сканирование датчиками, другой оператор следит на экране прибора за изменениями измеряемого параметра. В отдельных случаях допускается ММП контроль осуществлять одним оператором.
5.8.4.4. Зоны ММП контроля основного металла и сварных соединений разбиваются на несколько участков. Рекомендуемая длина каждого участка 4 - 5 м. Длина участка может быть увеличена для ускорения контроля, но при этом дискретность записи (расстояние между фиксируемыми точками контроля) увеличивается. Разбиение зон ММП контроля на несколько участков делается для выполнения записи измерений в блок памяти прибора. Условное обозначение (кодирование) участков производится на клавиатуре прибора в виде нескольких цифр. При этом рекомендуется первой цифрой (или двумя первыми цифрами) обозначать порядковый номер зоны ММП контроля. Например, код 112 означает номер зоны ММП контроля 11, участок 2.
5.8.4.5. При обнаружении скачкообразного изменения знака и величины Нр на поверхности контролируемого участка мелом или краской делается отметка. Затем производится запись результатов контроля в блок памяти прибора.
5.8.4.6. Направление сканирования должно быть одинаковым для всех контролируемых зон ММП контроля. Начало и направление сканирования, а также условная разбивка зон ММП контроля на участки обозначаются на формуляре ИР с целью дальнейшей обработки результатов контроля. По результатам контроля каждой намеченной зоны ММП контроля выявляются зоны максимальной концентрации напряжений, которые характеризуются максимальным градиентом величины |Hр| по длине контролируемого участка Lк.
5.8.4.7. Компьютерная система обработки данных в сочетании с двухканальным датчиком автоматически определяет значение измеряемого градиента магнитного поля |Hр|/Lк - и фиксирует на экране его графическое изображение.
5.8.4.8. После выполнения контроля всех участков основного металла и сварных швов рекомендуется произвести контроль в зонах концентрации напряжений на предмет выявления в них возможных дефектов методом УЗД. Наиболее опасным для развития повреждения сварного шва является совпадение зон концентрации напряжений от дефектов сварки (непровары, шлаковые включения, смещение кромок и т.д.) с концентрацией напряжений в этом месте от рабочих нагрузок.
5.8.4.9. По результатам контроля методом магнитной памяти на формуляре ИР строятся эпюры распределения величины Нр по всем проконтролированным участкам, указываются зоны максимальной концентрации напряжений. Далее производится анализ напряженно-деформированного состояния ИР.
5.8.5. Ультразвуковая толщинометрия внутренней оболочки ИР
5.8.5.1. Ультразвуковая толщинометрия производится для выявления возможного уменьшения толщины элементов внутренней оболочки ИР в целях определения скорости коррозионного или коррозионно-эрозионного износа.
5.8.5.2. Ультразвуковая толщинометрия элементов внутренней оболочки ИР проводится в соответствии с ГОСТ 28702-90 [12] с помощью ультразвуковых толщиномеров отечественного и зарубежного производства, позволяющих измерять толщину в интервале 0,6 - 1000 мм с точностью до 0,1 мм при температуре окружающего воздуха от -10 до +40°С и отвечающих требованиям ГОСТ 28702-90 [12].
5.8.5.3. Объем работ по измерениям толщин устанавливается на основании визуального контроля внутренней поверхности и в зависимости от длительности эксплуатации. Для оценки толщины металла внутренней оболочки ИР за длительный период эксплуатации необходимо установить постоянные точки измерений, обозначив их несмываемой краской.
5.8.5.4. Толщина листов днища измеряется по двум взаимно перпендикулярным направлениям (не менее 50 мм от края и посредине каждого листа) с количеством замеров не менее пяти на каждом листе. Замерам подвергаются 50% листов днища (выборочно).
5.8.5.5. Листы вертикальной стенки и окрайков днища измеряются по двум взаимно перпендикулярным направлениям с количеством замеров не менее пяти на каждом листе, а в местах с явной коррозией от 8 до 10.
5.8.5.6. Поверхность металла внутренней оболочки ИР в точках измерений должна быть зачищена до шероховатости Rz = 40 по ГОСТ 2789-73 [13], диаметр контактного пятна не менее 30 мм.
5.8.5.7. Результаты ультразвуковой толщинометрии оформляются в виде протокола с приложением схемы расположения точек измерений на развертке внутренней оболочки (приложение 10, 11), которые входят в состав приложения к Заключению экспертизы промышленной безопасности ИР.
5.9. Определение физико-механических характеристик и структурного состояния
материала внутренней оболочки ИР
5.9.1. Дюрометрический метод оценки характеристик прочности материала
внутренней оболочки ИР
5.9.1.1. Дюрометрический метод используется для определения по измеренным значениям твердости характеристик прочности: предела текучести и временного сопротивления.
5.9.1.2. Твердость стали по методам Виккерса или Бринелля на стационарных твердомерах устанавливают в соответствии с ГОСТ 2999-75 [14] и ГОСТ 9012-59 [15] соответственно. Минимальные размеры проб и требования к подготовке поверхности металла приведены в ГОСТ 2999-75 [14] и ГОСТ 9012-59 [15].
5.9.1.3. Допускается измерение твердости проводить непосредственно на объекте переносными твердомерами статического или динамического типа по ГОСТ 22761-77 [16] и ГОСТ 18661-73 [17] соответственно. Применение твердомеров других типов разрешается при условии обеспечения необходимой точности измерений.
5.9.1.4. Требования к качеству зачистки поверхности, размеру и приварке зачищаемой площадки устанавливают в соответствии с техническим паспортом используемого твердомера. При измерении твердости основного металла зачищаемая площадка должна располагаться на расстоянии не менее 100 мм от сварного шва и не далее 300 мм от места отбора пробы.
5.9.1.5. Количество замеров твердости на пробу или точку должно быть не менее трех при использовании стационарных твердомеров, исключая случай существенного (более 10%) рассеяния значений твердости и обнаружения с помощью переносных твердомеров аномально низких или аномально высоких значений твердости.
5.9.1.6. При существенном рассеянии значений твердости количество измерений увеличивается до 9 на точку.
5.9.1.7. В качестве характеристики твердости стали принимается среднеарифметическое значение твердости, полученной по результатам замеров в соответствии с требованиями пп. 5.9.1.5 и 5.9.1.6 настоящей Инструкции.
5.9.1.8. При обнаружении аномально низких или аномально высоких значений твердости устанавливают форму и размер этой области аномальной твердости. Количество замеров устанавливают специалисты, проводящие измерения.
5.9.1.9. Предел текучести низколегированных сталей в интервале от 20 до 45 кгс/мм2 рассчитывается по результатам химического и количественного металлографического анализа по формуле
где О- напряжение трения решетки альфа-железа, для настоящего расчета принимается равным 30 МПа;
П - напряжение за счет упрочнения стали перлитом, П = 2,4П, МПа,
здесь П - процент перлитной составляющей;
т.р. - напряжение за счет упрочнения твердого раствора легирующими элементами, устанавливаемое по величине их концентрации Сi - в % по массе легирующих элементов в альфа-железе (феррите);
т.р.= 4670СС+N+ 33СМn+ 86СSi+ 31CCr + 30СNi+ 11CМо + 60СAi + 39СCu + 690CP+ 3CV + 82CTi , МПа
д.у. - напряжение за счет упрочнения стали дисперсными частицами:
(здесь G = 8,4 х 10 МПа - модуль сдвига;
b = 2,5 x 10-7 мм - вектор Бюргерса;
D - размер (диаметр) дисперсных упрочняющих частиц, мм;
- межчастичное расстояние, мм);
д - напряжение за счет упрочнения дислокациями, оценивается по плотности дислокаций :
д = 5Gb ;
d - средний условный диаметр зерна феррита, определяемый по ГОСТ 5639-82 [18];
КУ = 20 МПа х мм1/2 .
5.9.1.10. Временное сопротивление стали рассчитывается по соотношению
В = 0,34НВ или В = 0,34(HV).
Для исследуемого класса сталей значения твердости по Виккерсу (HV) и Бринеллю (НВ) принимаются совпадающими.
5.9.1.11. Полученные значения предела текучести и временного сопротивления оформляются заключением, которое входит в состав приложения к общему Заключению экспертизы промышленной безопасности ИР.
5.9.2. Определение фактических механических характеристик и химического состава материала внутренней оболочки ИР
5.9.2.1. Определение химического состава стали проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 22536.0-87 - ГОСТ 22536.12-87, ГОСТ 22536.14-87 [19], титриметрическим, спектральным или другими методами, обеспечивающими необходимую точность химического анализа.
5.9.2.2. Химический анализ стали проводят после зачистки поверхности металла (пробы) до металлического блеска, исключающей искажение результатов анализа состава металла.
5.9.2.3. При интерпретации результатов химического анализа допускаемые отклонения содержания легирующих элементов в готовом прокате учитывают согласно техническим требованиям к низколегированным сталям (ГОСТ 27772-88 [20], ГОСТ 380-94 [21] и др.).
5.9.2.4. В случае обнаружения аварийных дефектных мест внутренней оболочки ИР, а также после пожара и стихийных бедствий по решению экспертной организации проводится комплексная оценка физико-механических свойств металла различных зон сварных соединений.
5.9.2.5. При комплексной оценке физико-механических свойств основного металла и металла различных зон сварных соединений производится вырезка массивной заготовки в виде круга диаметром 300 мм, содержащей сварной шов.
5.9.2.6. Вырезку металла необходимо проводить из наиболее нагруженных мест, удобных для последующего ремонта.
5.9.2.7. На вырезанную заготовку наносится маркировка (номер ИР и пояса), направление прокатки, расположение и характер (вертикальный, заводской, монтажный) шва, указывается, внутренняя и внешняя поверхность.
5.9.2.8. Для определения степени повреждения металла под воздействием эксплуатационных факторов и оценки механических свойств металла допускается проводить отбор микропроб размером (1,2 - 1,5) х (5 - 10) х (15 - 25) мм с наибольшим сечением рабочей части не менее 3 мм2.
5.9.2.9. Микропробы отбираются с внутренней поверхности внутренней оболочки ИР механическим (скол, срез) электроэрозионным или иным способом, обеспечивающим получение микропробы требуемых размеров без деформации металла.
5.9.2.10. При выполнении п. 5.9.2.9 рекомендуется отбор микропроб проводить на трех уровнях: в жидкой фазе, газовой фазе и в зоне переменного смачивания. На каждом уровне микропробы отбираются от основного металла и металла шва и (или) околошовной зоны вертикального шва.
5.9.2.11. Количество проб и места их отбора устанавливаются экспертной организацией в зависимости от степени повреждения внутренней оболочки ИР, выявленной при проведении обследования.
5.9.2.12. Места отбора микропроб подвергаются механической зачистке до устранения концентраторов напряжений.
5.9.2.13. При вырезке массивной заготовки определяют механические свойства при растяжении (предел текучести, временное сопротивление, относительное удлинение) и ударную вязкость, а также проводят металлографический анализ в целях выявления повреждения (деградации) структуры и наличия микротрещин. При полном техническом освидетельствовании ИР, испытывающих в процессе эксплуатации малоцикловое нагружение, проводят испытания на малоцикловую усталость по ГОСТ 25859-83 [22].
5.9.2.14. Количество образцов и температуры испытаний устанавливаются экспертной организацией, проводящей полное техническое освидетельствование, с учетом требований ГОСТ 7564-73 [23]. Испытания на статическое растяжение и ударную вязкость проводят по ГОСТ 1497-84 [24] и ГОСТ 9454-78 [25] соответственно.
Взамен ГОСТ 7564-73 постановлением Госстандарта РФ от 13 апреля 1998 г. № 118 с 1 января 1999 г. введен в действие ГОСТ 7564-97
5.9.2.15. Полученные фактические механические характеристики и результаты химического состава материала внутренней оболочки ИР оформляются заключением, которое входит в состав приложения к общему Заключению экспертизы промышленной безопасности ИР.
|
