ПРОВЕДЕНИЕ РАБОТ ПО ОЦЕНКЕ ОСТАТОЧНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ НЕФТЕПРЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ, НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
КИЕВ 1993
Государственный комитет Украины по надзоруза охраной труда (Госнадзорохрантруда)
| УТВЕРЖДЕНЫ Госнадзорохрантруда 19 мая 1993 г |
НАДЕЖНОСТЬ В ТЕХНИКЕ
ПРОВЕДЕНИЕ РАБОТ ПО ОЦЕНКЕ ОСТАТОЧНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯНЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ, НЕЖГЕХИМИЧЕСКИХИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
Методическиеуказания
Настоящие методичес кие ука зания распространяются на технологическое оборудование /сосуды/ нефтеперерабатывающих, нефтехимических, химических производств и смежных отраслей промышленности, работающее под давлением свыше 0,07 МПа/0,7 кгс/см 2 /.
Методические указания рекомендуют порядок проведения работ по оценке остаточной работоспособности действующего оборудования при продлении ресурса.
Методические указания предна значаются для инженерно-технических работников, занимающихся обследованием действующего обор удованияи установлением сроков его дальнейшей эксплуатации.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие методические указания /МУ/ разработаны в соответствии с "Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением", а также п.4.1.2. "Общих правил взрывобезопасности химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств".
Требования настоящих методических указаний распространяются на сосуды под давлением до 16 МПа /160 кгс/см2/. Для сосудов, работающих под давлением свыше 16 Па /160 кгс/см2/ до 45 МПа /450 кгс/см2/, дополнительно следует пользоваться рекомендациями Приложения 2.
1.2. Работы по сценке остаточной работоспособности действующего оборудования в соответствии с настоящими методическими указаниями проводят в следующих случаях.
1.2.1. Оборудование выработало назначенный ресурс, приведенный в паспорте.
1.2.2. При отсутствии в паспорте или документе, его заменяющем, данных о ресурсе.
Каждый аппарат /не зависимо от срока его изготовления/ должен иметь назначенный ресурс. Вопросы проведения диагностики аппарата в каждом конкретном случае решаются с учетом технического состояния и времени наработки на момент установления его ресурса.
1.2.3. Оборудование эксплуатировалось более 20 лет.
1.2.4. Если сосуды и аппараты находились в эксплуатации при количестве главных циклов нагружения от давления, стесненности температурных деформаций или других видов нагружения от 10 и более за весь срок эксплуатации при отсутствии в паспорте данных о числе циклов или при исчерпании назначенного ресурса.
При определении числа циклов учитывают циклы нагружения о нагрузок, у которых размах колебаний превышает 15 % для углеродистых и низколегированных сталей, а также 25 % для аустенитных сталей от допускаемого значения, установленного при расчете на статическую прочность.
1.2.5. Оборудование эксплуатировалось более 100000 ч при температуре несущих элементов конструкций из углеродистой стали свыше 380 °С, из низколегированной стали 420 °С и из аустенитной стали 525 °С, если в паспорте не указан меньший ресурс,
1.2.6. Нарушались расчетные условия эксплуатации оборудования по давлению, температуре, составу среды, а также в результате аварии или пожара.
1.2.7. Если произведено выправление выпучин или вмятин перед наложением защитного слоя на стенки сосуда, а также осуществлены реконструкция или ремонт сосуда с применением сварки элементов, работающих под давлением.
1.2.8. Если предприятие по опыту работы примет решение о проведении работ по оценке остаточной работоспособности технологического оборудования.
1.2.9. По требованию органов Государственного комитета Украины по надзору за охраной труда.
1.3. Оценка технического состояния технологического оборудования, его техническое диагностирование и установление допустимого срока его дальнейшей эксплуатации проводится на основании результатов комплексного обследования организациями или предприятиями, имеющими разрешение /лицензию/ органов Государственного комитета Украины по надзору за охраной труда на проведение таких работ.
Порядок допуска к эксплуатации сосудов и аппаратов, прошедших комплексное обследование, осуществляется в соответствии с требованиями действующих "Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением".
1.4. Комплексное обследование включает следующие работы.
1.4.1. Изучение технической и эксплуатационной документации на обследуемое оборудование.
1.4.2. Визуальный осмотр поверхности.
1.4.3. Толщинометрию несущих элементов конструкции.
1.4.4. Испытания на твердость.
1.4.5. Дефектоскопию.
1.4.6. Микроструктурные исследования.
1.4.7. Определение химического состава металла и продуктов коррозии.
1.4.8. Определение механических характеристик металла.
1.4.9. Экспериментальное определение напряжений, деформаций, перемещений и усилий для случаев, предусмотренных п. 1.2.5.
1.4.10. Проверку прочности сосудов расчетом.
1.4.11. Анализ полученных данных, составление заключения по результатам обследования с выводами о возможности дальнейшей эксплуатации и определение остаточного ресурса работы оборудования.
1.5. Необходимость проведения работ по п.п. 1.4.6-1.4.9 определяется на основании результатов, полученных при выполнении работ н соответствии с п.п. 1.4.1-1.4.5.
Объем и методы проведения обследований в каждом конкретном случае должны быть определены специалистами, выполняющими эти работы, и указаны в программе обследования.
1.6. При оценке технического состояния однотипной по конструктивному и материальному исполнению группы сосудов или аппаратов, работающих в одинаковых условиях, допускается производить полный комплекс работ по настоящему МУ для отдельных ее представителей и, в зависимости от полученных результатов, снижать объем контрольных работ на оставшихся объектах данной группы.
1.7. Перечень оборудования и график его обследования разрабатывается предприятием-владельцем, утверждается его главным инженером или руководителем и представляется в местные органы Государственного надзора. Обследование, как правило, должно совмещаться с проведением освидетельствования и планово-предупредительных ремонтов в сроки, предусмотренные нормативно-технической документацией.
1.8. Обследование оборудования не заменяет технические освидетельствования, проводимые в установленном порядке.
1.9. Результаты обследования служат основанием для принятия следующих решений.
1.9.1. Возможность временной эксплуатации оборудования до выдачи заключения об его остаточном ресурсе.
1.9.2. Проведение ремонта с целью дальнейшей эксплуатации.
1.9.3. Необходимость проведения специальных исследований, например, определение остаточных напряжений для сред, способных вызвать коррозионное растрескивание, контроль методом акустической эмиссии, определение количества и распределения a-фазы, рентгеноструктурный анализ и т.д.
1.9.4. Необходимость вырезки металла для проведения его дальнейшего лабораторного исследования.
1.10. Предприятие-владелец обязано представить всю необходимую для обследования документацию и организовать безопасную работу специалистам.
Специалисты, проводящие обследование оборудования, должны выполнять работы в соответствии с инструкциями по технике безопасности, действующими на предприятии.
2. ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ ОБОРУДОВАНИЯ
2.1. Изучение технической и эксплуатационной документации.
2.1.1. Ознакомление для каждого объекта обследования с такими сведениями : регистрационным и заводским номером, заводом-изготовителем, годом изготовления и ввода в эксплуатацию, номером чертежа, основными геометрическими размерами, маркой материала, технологией изготовления /способом деформации, сварки, сварочными материалами, режимами термообработки, методами и результатами контроля и т.д./, рабочим и расчетным давлениями, составом и температурой рабочей среды, расчетный температурой стенки, временем наработки, цикличностью нагружения и др.
2.1.2. Ознакомление с актами наружного и внутреннего осмотров поверхностей аппаратов.
2.1.3. Ознакомление с итоговыми отчетными данными об условиях работы объекта за срок службы, если таковые составлялись.
2.1.4. Анализ данных поверхностных термопар для контроля фактических температур стенок корпусов и штуцеров аппаратов.
2.1.5. Ознакомление с актами плановых и внеплановых технических освиде-тельствований, а также с технической документацией при ремонтах.
2.1.6. Изучение всей эксплуатационной и отчетной документации о ранее проведенных осмотрах и обследованиях данного объекта,
2.1.7. Изучение имевших место зарегистрированных случаев отклонений параметров от регламентных или случаев отказа за срок службы аппарата.
2.2. Визуальный осмотр
2.2.1. Визуальный осмотр проводят с целью проверки состояния оборудования. Включает в себя наружный и внутренний осмотры.
2.2.2. Визуальному осмотру подлежат сигнальные отверстия, места сопряжения конструкционных элементов, места концентрации напряжений, зоны наиболее вероятного коррозионно-эрозионного износа, сварные и разъемные соединения, места нарушения наружного защитного покрытия или изоляции, места возможного попадания на поверхность оборудования воды, паров, влажных газов или сред, вызывающих коррозию металла. Анализируются отложения и их распределение на поверхности, отбирают на химический анализ продукты коррозии, определяют их цвет, плотность , адгезию к металлу.
2.2.3. Осмотру подвергаются основной металл, сварные швы и зона термического влияния.
Осмотр сварных соединений желательно проводить с применением лупы крат :остью 3,5 - 7, остальную поверхность можно осматривать невооруженным глазом.
2.2.4. При осмотрах, особое внимание следует обращать на выявление следующих факторов:
на поверхностях аппаратов — трещин, надрывов, коррозии стенок /особенно в местах отбортовки и вырезок/, выпучин, отдулин, раковин, язв, коррозионных повреждений, отслоений;
в сварных швах — дефектов сварки, таких как трещины всех видов и направлений, свишей и пористости наружной поверхности шва, подрезов, наплывов, прожогов, незаплавленных кратеров;
в заклепочных швах — трещин между заклепками, обрывов головок, следов пропусков, надрывов в кромках склепанных листов и в зоне головок заклепок, особенно у сосудов, работающих с агрессивными средами;
в сосудах с защищенными от коррозии поверхностями - разрушений футеровки, в том числе неплотностей слоев футеровочных плиток, трещин в суммированном, свинцовом или ином покрытии, скалываний эмали, трещин и отдулин в плакирующем слое, повреждений металла стенки сосуда в местах нарушенного защитного покрытия.
2.2.5. В случае обнаружения дефектов участки контроля должны быть зачищены и подвергнуты обследованию одним из методов неразрушающего контроля, который выбирается исходя из возможности более полного и точного выявления дефектов.
2.2.6. Места контроля с применением сварки подвергаются тщательному осмотру. Следует обращать внимание на состояние сварного шва и околошовной зоны и учиты вать трудности обнаружения трещин из-за во зможных подтеков и наплывов металла при некачественном выполнении сварочных работ.
2.2.7. Нормы допустимых дефектов определяются стандартами, техническими условиями и нормативно-технической документацией на продукцию.
2.2.8. Перед внутренним осмотром сосуд должен быть остановлен, охлажден /отогрет/, освобожден от заполняющей его рабочей среды, отключен заглушками от всех трубопроводов, соединяющих сосуд с источниками давления или другими сосудами, очищен от металла. Электрообогрев и привод сосуда должны быть отключены.
При работе внутри сосуда должны применяться безопасные светильники и приборы на напряжение не выше 12 В, а при взрывоопасных средах — во взрывобезопасном исполнении.
2.2.9. Сосуды, работающие с вредными веществами 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007-76, перед внутренним осмотром должны подвергаться тщательной обработке /нейтрализации, дегазации/ в соответствии с инструкцией по безопасному ведению работ, утвержденной главным инженером предприятия-владельца оборудования.
2.2.10. Работы внутри сосудов проводят в соответствии с "Типовой инструкцией по организации безопасного проведения газоопасных работ", утвержденной ГосгортехнадзоромСССР 20.02.1985 г.
2.3. Толщинометрия несущих элементов конструкции
2.3.1. Толщияометрия должна проводиться для всех несущих элементов конструкции - корпусов, днищ, люков-лазов, штуцеров, патрубков и др.
2.3.2. На каждый объект должна быть состаалена карта замеров толщины с указанием привязки к основным элементам сосуда. Замеры производятся по квадратной сетке с размером квадрата, обеспечивающим надежную оценку толщины стенки диагностируемого элемента.
2.3.3. При обнаружении значительных отклонений от значений толщины стенки элемента /на величину прибавки к расчетной толщине/, квадрат сетки уменьшается с Таким расчетом, чтобы как можно точнее определить область "провала" толщины стенки.
Область "провала" фиксируется на карте замерев, также, как единичные "провалы" толщины.
2.3.4. Поверхность элементов, предназначенная для измерений толщины, должна быть обработана механически до шероховатости, указанной в инструкции по эксплуатации или в паспорте используемого прибора. Работы производит предприятие-владелец оборудования.
2.3.5. Толщинометрия осуществляется ультразвуковыми толщиномерами или ультразвуковыми дефектоскопами, обеспечивающими точность измерения не ниже ±0,1 мм.
2.3.6. Если погрешность измерений не нормируется из-за невозможности точной калибровки толщиномера по материалу конструктивных элементов сосудов, то результаты замеров следует считать факультативными, т.е. приблизительными, при этом погрешность составляет 1-2% измеряемой толщины элемента.
2.3.7. При ведении коррозионных карт на оборудование необходимо произвести калибровку толщиномера по материалу измеряемого элемента, при этом следует производить замеры толщины на одном и том же пятне контакта при идентичности шероховатости и контактной смазки.
2.3.8. В случае, когда требуется измерить толщину оборудования, нагретого до температуры 500-6ОО °С, следует применять специальные термостойкие силиконовые смазки в смеси с борной кислотой или другие, рекомендуемые для этой цели.
2.3.9. При наличии отложений на стенках труб /нагревательные трубы в случае серосодержащей сырой нефти/, когда результат измерения от одного испытания к другому увеличивается, следует в отдельных местах убрать отложения и проконтролировать чистую толщину стенки.
2.4. Испытания на твердость
2.4.1. Измерение твердости металла непосредственно на обследуемых объектах проводится с целью проверки соответствия механических характеристик значениям, установленным нормативно-технической документацией, и выявления отдельных участков с показателями ниже или выше стандартных значений.
2.4.2. Твердость измеряют с помощью переносных твердомеров, пригодных для проведения испытаний на слабо искривленных поверхностях. В средах, вызывающих коррозионное растрескивание, измерения твердости следует проводить динамическими методами.
2.4.3. Измерение твердости осуществляется непосредственно на внешней поверхности объекта на плоской площадке, шлифованной и полированной.
Выбор участка для проведения исследований определяется результатами дефектоскопии. Место, размер и количество шлифов устанавливаются специалистами, проводящими обследование, в каждом конкретном случае. При этом используются места контроля структуры металла.
2.4.4. Испытания на твердость должны выполняться в соответствии с требованиями государственных стандартов.
2.4.5. Твердость должна определяться как средне-арифметическое значение, из не менее чем трех измерений на одном и том же месте.
2.4.6. При получении неудовлетворительных результатов испытания должны быть повторены. Если при повторном испытании получены показатели, не удовлетворяющие установленным нормам, необходимо путем дополнительных измерений выявить размеры участка с измененными показателями.
2.4.7. При испытаниях на твердость основного металла и сварных швов могут быть косвенно оценены такие характеристики, как условный предел текучести, предел прочности.
Взаимосвязь между показателями твердости и указанными характеристиками для сталей в состоянии поставки приведена в Приложении 3.
2.5. Дефектоскопия
2.5.1. Все сосуды, и аппараты, находящиеся в эксплуатации, которые подлежат оценке остаточной работоспособности в соответствии с настоящими МУ, подвергаются дефектоскопии.
2.5.2. Дефектоскопия производится с целью выявления в основном металле и сварных соединениях несплошностей различного происхождения и вида, определения их местоположения условных размеров, контроля геометрических параметров объекта, оценки качества металла, склонного к сероводородному, водородному охрупчиванию, растрескиванию, а также межкристаллитной коррозии.
2.5.3. Выбор метода дефектоскопии производят специалисты, выполняющие обследование.
Объем контроля устанавливают индивидуально для каждого объекта в соответствии с задачами обследования и с учетом следующих данных: мерки стали, температуры, давления и состава рабочей среды за весь период эксплуатации, вида ремонтных работ, гидравлических и пневматических испытаний с использованием метода акустической эмиссии /или без них/, результатов визуального осмотра и толщинометрии.
2.5.4. Контроль производится при температуре окружающего воздуха и поверхности металле 5....40 ° С. Допускается проведение контроля вне указанного интервала температур при условии учета температурного и зменения парам етров контроля и защиты оператора от воздействия температуры.
2.5.5. Поверхности изделий, предъявляемые для контроля, должны быть очищены от грязи, окалины, ржавчины, брызг металла, краски, шпатлевки, а также других инородных веществ и при необходимости обработаны механически до шероховатости, требуемой выбранным методом дефектоскопии. Работы производит предприятие-владелец оборудования.
2.5.6. Специалистами, проводящими дефектоскопию, на каждый объект должны составляться схемы расположения участков контроля с указанием их геометрических параметров и расстояний от основных конструктивных элементов.
2.5.7. При обнаружении на участке контроля дефектов, подлежащих фиксации, результаты контроля оформляют в виде эскиза-дефектограммы с соблюдением и указанием масштаба. Обнаруженные расслоения металла фиксируются на отдельной дефектограмме с указанием условных размеров и привязкой к конструктивным элементам корпуса и обозначаются на наружной поверхности корпуса кернением.
2.6. Микроструктурные исследования
2.6.1. Микроструктурные исследования проводятся с целью анализа изменений структуры, которые могут иметь место в процессе длительной эксплуатации и оказывают влияние на свойства стали и, в первую очередь, на длительную прочность, пластичность и характер разрушения.
2.6.2. Микроструктурные исследования включают в себя металлографию и другие методы, такие как электронно-фрактографические и рентгеноструктурные.
2.6.3. Металлографические исследования должны проводиться непосредственно на объекте обследования с помощью переносных металлографических приборов, методом реплик или на образцах /шлифах вырезанных из заготовок /темплетов/ металла в случае проведения механических испытаний.
2.6.4. Металлографические исследования включают:
качественной и количественное определение неметаллических включений по ГОСТ 1778-70;
исследование макро- и микроструктуры основного металла, металла шва и околошовной зоны, а также сварных соединений двухслойных сталей по ОСТ 26.1379-76;
определение величины зерна по ГОСТ 5639-82;
определение балла структурных составляющих по ГОСТ 8233-56;
определение глубины обезуглероженного слоя по ГОСТ 1763-68;
определение склонности к межкристаллитной коррозии /МКК/ по ГОСТ 6032-89.
Методы проведения металлографических исследований выбираются специа-листами, выполняющими обследование.
2.6.5. Образцы /щлифы/ для металлографических исследований оснопного металла должны вырезаться вдоль, поперек направления прокатки и по толщине листа металла, для сварных соединений -поперек шва и изготовляться в соответствии с требованиями государственных стандартов и "Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением".
2.6.6. В перлитных и аустенитных сталях определяют следующие формы нестабильности структуры и связанные с ней структурные изменения:
сфероидизацию перлита и коагуляцию карбидной фазыпо шкале ВТИ;
графитизацию /только для перлитных сталей, не содержащих хром/ по шкале ВТИ;
старение и образование новых фаз - химических соединений / a- фазы и др./;
тепловую хрупкость;
перераспределение легирующих элементов между твердым раствором и карбидной фазой.
2.6.7. Объем и порядок микроструктурных исследований устанавливают специалисты, выполняющие обследование.
2.7. 0пределение химического состава
2.7.1. Химический состав металла определяют в следующих случаях:
при отсутствии в паспорте или документе, его заменяющем, данных о химическом составе металла;
если при проведении ремонта, реконструкции или модернизации были применены элементы из материала, марка которого не записана в паспорте;