Якість зварного з'єднання за результатами металографічного контролю має відповідати вимогам НД і нормативно-правових актів з охорони праці.
Розміри включень у структурі металу повинні відповідати нормам НД або не перевищувати показників, наведених у таблиці 4 додатка 1 до цього Порядку.
Результати металографічного аналізу слід зіставляти з результатами усього комплексу досліджень стану металу, що унеможливить помилки;
в) механічні випробування, методи і види яких регламентовані ГОСТ 6996-66, ГОСТ 10006-80 "Трубы металлические. Методы испытания на растяжение" (далі - ГОСТ 10006-80), ГОСТ 19040-73 "Трубы металлические. Метод испытания на растяжение при повышенных температурах" (далі - ГОСТ 19040-73), ГОСТ 9012-59, ГОСТ 2999-75, ГОСТ 10145-81, ГОСТ 22761-77, ГОСТ 22762-77 та ГОСТ 25.506-85.
Обов'язковими є випробування на:
статичний згин (чи сплющування);
розтяг при температурі від 15 до 30° С, робочій і такій, що перевищує робочу на 25 град;
ударний згин при температурі - 20° С, + 20° С, робочій і такій, що перевищує робочу на 25 град;
твердість;
тривалу міцність при робочій температурі.
При виготовленні зразків для механічних випробувань, крім умов, що передбачені в підпункті 4.3.10 пункту 4.3 розділу IV цього Порядку, необхідно дотримуватися таких вимог:
зразки для випробувань на розтяг і згин стику трубопроводу з товщиною стінки до 30 мм включно виготовляються на всю товщину основного металу; при цьому підсилення шва і залишки підкладного кільця треба видалити на рівні з основним металом;
зняття підсилення у зразків, що призначені для випробувань на розтяг, необхідно виконувати упоперек шва. При цьому основний метал можна зняти на всій робочій частині зразка на глибину до 1 мм із кожного боку;
при виготовленні плоских зразків видалення кореня шва повинно бути мінімальним і достатнім, щоб зразок набув необхідної прямокутної форми;
якщо товщина стінки трубопроводу більша ніж 30мм і при цьому тимчасовий опір основного металу труб вищий ніж 500 МПа (50 кгс/мм 2), для забезпечення можливості випробувань за недостатньої потужності розривної машини є допустимим зістругування зразків до 25 мм з боку підсилення шва;
форма і розміри зразків повинні відповідати ГОСТ 6996-66, ГОСТ 10006-80 та ГОСТ 19040-73;
зразки на ударний згин слід виготовляти із середньої частини шва, а надріз розміщати по центру зразка з боку розкриття шва.
Із кожної контрольованої ділянки трубопроводу повинні виготовлюватися зразки у кількості не менше:
трьох зразків основного металу і зварного з'єднання для випробувань на розтяг;
двох зразків для випробувань на статичний згин;
одного зразка для випробування на сплющування;
трьох зразків основного металу і зварного з'єднання для випробувань на ударний згин;
десяти зразків основного металу для випробувань на тривалу міцність.
Результати механічних випробувань повинні задовольняти такі вимоги:
механічні властивості металу при тривалості роботи трубопроводу, що не виходить за межі граничного, вказаного у підпункті 6.3.1 пункту 6.3 розділу VI цього Порядку, мають відповідати вимогам технічних умов щодо постачання;
після відпрацювання терміну, що вказаний у підпункті 6.3.1 пункту 6.3 розділу VI цього Порядку, механічні характеристики мають відповідати вимогам, зазначеним у підпункті 4.5.5 пункту 4.5 розділу IV цього Порядку. Допустимим є зниження тимчасового опору і границі плинності при кімнатній температурі на 30 МПа і ударної в'язкості на 15 Дж/см2порівняно з вимогами технічних умов щодо постачання;
для трубопроводів із низьколегованих хромомолібденових сталей і сталей мартенситного класу, напрацювання яких становить 150000 годин і більше, умовна границя плинності при 500° C має бути не нижчою за 180 МПа.
Результати механічних випробувань зварних з'єднань повинні задовольняти такі умови:
тимчасовий опір розриванню при випробуваннях однорідних зварних з'єднань на розтяг має бути не меншим за мінімально допустимий для основного металу, а при випробуваннях зварних з'єднань елементів із різними нормативними значеннями тимчасового опору - не меншим за мінімально допустимий тимчасовий опір розриванню для менш міцної зі зварюваних сталей;
при випробуванні зварних з'єднань на статичний згин отримані показники повинні бути не нижчими за вказані у РД 38.13.004-86;
ударна в'язкість при випробуваннях на ударний згин зварних з'єднань на зразках типу IX за ГОСТ 6996-66 має бути не менша ніж 35 Дж/см2(на зразках типу VI - 50 Дж/см 2) для зварних елементів із вуглецевих і низьколегованих марганцевистих сталей та не менша ніж 30 Дж/см 2 (40 Дж/см 2) для зварних елементів із низьколегованих хромомолібденових сталей і сталей мартенситного класу.
Показники механічних властивостей визначаються як середньоарифметичне результатів, що отримані при випробуванні заданої кількості зразків. Загальний результат випробувань уважають незадовільним, якщо результати випробувань хоча б одного із зразків нижчі, ніж встановлені нормою: щодо тимчасового опору - це становить більше ніж 10 %, щодо ударної в'язкості - більше ніж 10 Дж/см2.
Кількість проведених випробувань має бути достатньою для достовірного визначення відповідних характеристик і їх залежності від експлуатаційних факторів, оцінки границь розкиду даних з урахуванням впливу відхилень, що допускаються в хімічному складі матеріалу і в технології виготовлення напівфабрикату чи виробу.
Якщо результати випробувань не задовольняють хоча б один з перевірених показників, допускається проведення повторних випробувань при збільшенні кількості зразків у два рази (зразки вирізаються з тієї самої контрольної ділянки трубопроводу). Коли неможливо отримати потрібну кількість зразків із контрольованих стиків, повторні механічні випробування (у подвійному обсязі) проводяться на зразках, вирізаних з іншої контрольованої ділянки трубопроводу. Якщо ж і після цього отримано результати, що не відповідають встановленим нормам, то ухвалюється рішення про незадовільну якість металу;
г) дослідження зразків після проведення відновлюваної термічної обробки у разі отримання незадовільних результатів щодо водневої стійкості матеріалу.
Результати лабораторних досліджень оформлюються у вигляді науково-технічного звіту, складеного відповідно до вимог ДСТУ 3008-95, який має містити дані досліджень. Усі відомості про матеріали, характеристики і показники мають бути представлені у вигляді таблиць, графіків, рисунків, фотографій тощо та супровідного тексту з вказанням методик проведення випробувань, типу зразків, зон їх вирізання.
6.4. Аналіз результатів контролю і проведення розрахунків на міцність:
6.4.1. Отримані в результаті контролю дані щодо геометричних розмірів і властивостей металу елементів трубопроводу порівнюються з паспортними даними. Виявлені відхилення розмірів і дефекти порівнюються з нормами оцінки якості, які відповідають НД.
6.4.2. Перевірний розрахунок на міцність потрібно проводити з використанням отриманих при обстеженні фактичних даних з урахуванням усіх розрахункових навантажень і режимів експлуатації відповідно до вимог НД і ОМД.
До основних розрахункових навантажень належать:
а) внутрішній тиск;
б) температурна дія.
До основних розрахункових режимів експлуатації належать:
а) пуск;
б) стаціонарний режим;
в) зупинка;
г) гідро- чи пневматичні випробування;
ґ) порушення нормальних умов експлуатації;
д) аварійна ситуація тощо.
При цьому номінальні допустимі напруження повинні встановлюватися для розрахункового ресурсу 200000, 250000 і 300000 годин.
6.4.3. Розрахунком на міцність має підтверджуватися можливість експлуатації трубопроводу за робочими технологічними параметрами, що вказані в паспорті, або визначатися допустимі (знижені) значення технологічних параметрів подальшої безпечної експлуатації.
6.4.4. Критерії оцінки технічного стану трубопроводу повинні відповідати зазначеним у пункті 4.5 розділу IV цього Порядку.
6.5. Визначення можливості експлуатації за робочими технологічними параметрами:
6.5.1. Необхідною умовою подальшої безпечної експлуатації трубопроводу за розрахунковими чи дозволеними технологічними параметрами є відповідність його критеріям міцності, встановленим НД, у тому числі ОСТ 108.031.10-85 і РД 38.13.004-86, та нормативно-правовими актами з охорони праці.
6.5.2. На основі позитивних результатів ревізій, технічного огляду та експертного обстеження (технічного діагностування) експлуатація трубопроводу продовжується на строк відпрацювання не більше 50000 годин за параметрами водневмісного середовища не вище розрахункових.
6.5.3. Якщо згідно з критеріями міцності не забезпечується нормативний запас міцностіза розрахунковими параметрами (внаслідок зменшення товщини стінок або інших пошкоджень чи відхилень, зниження механічних властивостей основного металу і зварних з'єднань), продовження терміну експлуатації можливе при встановленні знижених значень експлуатаційних параметрів (що має підтверджуватися розрахунками на міцність).
6.5.4. Якщо зниження експлуатаційних параметрів призводить до порушення технологічного режиму, продовження експлуатації трубопроводу можливе після ремонту, заміни окремих ділянок трубопроводу або трубопроводу в цілому.
6.5.5. Після продовження строку експлуатації огляди та випробування трубопроводу слід здійснювати відповідно до вимог РД 38.13.004-86 і нормативно-правових актів з охорони праці.
VII. Порядок експертного обстеження змійовиків трубчастих печей з тиском до 10 МПа
7.1. Експертне обстеження (технічне діагностування):
7.1.1. Граничний строк експлуатації пічного змійовика встановлений у паспорті або експлуатаційних документах. Після закінчення граничного строку проводиться експертне обстеження (технічне діагностування).
Якщо граничний строк експлуатації в паспорті не зазначено, він встановлюється такий:
змійовики, виконані з вуглецевих сталей, повинні відпрацювати понад 100000 годин;
змійовики, виконані з низьколегованих хромомолібденових і хромомолібденованадієвих класів, повинні відпрацювати понад 150000 годин.
7.1.2. Для визначення технічного стану пічного змійовика з метою продовження строку його експлуатації необхідно провести лабораторні дослідження металу.
7.1.3. За 10000 годин до закінчення граничного строку експлуатації пічного змійовика роботодавець припиняє його експлуатацію для проведення робіт з вилучення відрізків труб, призначених для лабораторних досліджень металу.
На час проведення лабораторних досліджень експлуатація пічного змійовика продовжується на строк не більше 10000 годин.
7.1.4. Роботи з проведення експертного обстеження включають:
аналіз експлуатаційних документів;
лабораторні дослідження металу контрольних відрізків труб;
проведення розрахунків на міцність;
прогнозування технічного стану при подальшій експлуатації, встановлення термінів і умов безпечної експлуатації.
7.1.5. Аналіз експлуатаційних документів необхідно виконувати згідно з РД РТМ 38.14.006-86 "Методика определения сроков эксплуатации змеевиков печей установок каталитического риформинга, отработавших проектный ресурс" (далі - РД РТМ 38.14.006-86).
7.1.6. Для лабораторних досліджень з контрольних ділянок періодичного спостереження відбирають відрізки труб відповідно до вимог РД РТМ 38.14.006-86.
Місце вирізання обґрунтовується фахівцями, що проводять експертне обстеження, і погоджується з роботодавцем.
На відрізки труб роботодавець складає формуляр за формою додатка 7 до цього Порядку, до якого долучає ескіз змійовика із зазначенням місць вирізання. Відрізки труб із сертифікатом, копіями щорічних звітів про температуру робочого середовища змійовика направляються на дослідження в експертну організацію, зазначену в пункті 2.5 розділу II цього Порядку.
7.1.7. Лабораторні дослідження металу відрізків труб проводяться з метою встановлення відповідності фізико-механічних властивостей даним сертифікатів на первісні властивості (у разі відсутності таких - вимогам НД) і виявлення змін внаслідок тривалої експлуатації.
Обсяг і види досліджень та випробувань, вимоги до виготовлення зразків, аналіз результатів досліджень і випробувань повинні відповідати вимогам РД РТМ 38.14.006-86 і підпункту 6.3.10 пункту 6.3 розділу VI цього Порядку.
Результати лабораторних досліджень заносяться до науково-технічного звіту, складеного відповідно до вимог ДСТУ 3008-95. Усі відомості про матеріали, характеристики і показники мають бути представлені у вигляді таблиць, графіків, рисунків, фотографій тощо та супровідного тексту із зазначенням методик проведення випробувань, типу зразків, зон їх вирізання.
Строк наступних лабораторних досліджень встановлюється залежно від отриманих результатів, але не пізніше ніж через 50000 годин відпрацьованого часу.
7.1.8. Перевірний розрахунок на міцність потрібно виконувати згідно з вимогами РТМ 26-02-67-84 "Методика расчета на прочность элементов печей, работающих под давлением" (далі - РТМ 26-02-67-84), норм ОСТ 108.031.08-85, ОСТ 108.031.10-85 та РД 38.13.004-86 з використанням отриманих при обстеженні фактичних даних. При цьому номінальні допустимі напруження повинні встановлюватися для розрахункового ресурсу 150000, 200000, 250000, 300000 годин залежно від робочої температури.
7.2. Визначення можливості експлуатації за робочими технологічними параметрами:
7.2.1. За результатами експертного обстеження технічний стан змійовика вважається незадовільним, а його елементи (труби і відводи) підлягають відбракуванню та заміні у таких випадках:
за наявності на трубах і відводах розривів, тріщин, свищів, пропалин, видимих здуттів та інших дефектів;
якщо твердість металу труб відрізняється від значень, наведених у таблиці 5 додатка 1 до цього Порядку;
при досягненні розмірів товщини стінок елементів змійовика величин, що відбраковуються відповідно до вимог РД РТМ 38.14.006-86 та "Инструкции по техническому надзору, методам ревизии и отбраковке оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств" (далі ІТН-77);
якщо внаслідок нерівномірного нагрівання відбулося деформування труб у вигляді прогинів, що призводить до стикання труб між собою або зі стінками камер та іншими елементами печі;
при збільшенні зовнішнього діаметра труби до значень, наведених у пункті 1.5 розділу 1 ІТН-77;
якщо при металографічних дослідженнях виявлені тріщини всіх видів і напрямків, розташовані у металі шва, вздовж лінії сплавлення або в навколошовній зоні, та мікротріщини і несуцільності, розміри або кількість яких перевищує норми, встановлені РД 38.13.004-86;
у разі виникнення міжкристалічної корозії, корозійного розтріскування (у цьому випадку зварні шви підлягають повному видаленню);
якщо число твердості HB зварних з'єднань із сталей 15Х5М, 12Х8ВФ, Х9М, 15Х5М-У, 1Х2М1, 15ХМ вище за 270. За необхідності уточнення величини відбракування товщини стінок слід проводити розрахунки від 15 до 30 на міцність згідно з РТМ 26-02-67-84 та РД 38.13.004-86.
7.2.2. Необхідною умовою безпечної подальшої експлуатації змійовика за розрахунковими чи дозволеними технологічним параметрами є відповідність його критеріям міцності, встановленим НД, у тому числі ОСТ 108.031.10-85, РД 38.13.004-86, та нормативно-правовими актами з охорони праці.
7.2.3. Строк подальшої безпечної експлуатації змійовика визначається на основі аналізу результатів лабораторних досліджень металу, а також виконаних розрахунків на міцність.
При позитивних результатах експертного обстеження (технічного діагностування) експлуатація пічного змійовика продовжується на строк тривалістю не більше 50000 годин роботи за параметрами водневмісного середовища не вище розрахункових.
7.2.4. Якщо згідно з критеріями міцності для окремих елементів змійовика не забезпечується нормативний запас міцностіза розрахунковими параметрами (внаслідок зменшення товщини стінок або інших пошкоджень чи відхилень, зниження механічних властивостей основного металу і зварних з'єднань), то продовження терміну експлуатації можливе після заміни чи відновлювального ремонту елементів, що не задовольняють умови міцності.
7.2.5. Під час продовженого строку експлуатації огляди та випробування змійовика слід здійснювати відповідно до вимог ІТН-77.
VIII. Порядок випробування на міцність і щільність посудин і трубопроводів установок гідрогенізаційних процесів з використанням АЕ контролю
8.1. АЕ контроль об'єктів здійснюється у випадках:
проведення гідравлічних випробувань водою або рідким робочим продуктом;
проведення пневматичних випробувань стисненим повітрям або інертним газом:
а) посудин із торкрет-бетонним футеруванням;
б) посудин, що заповнюються адсорбентом або каталізатором;
в) великогабаритних і великотоннажних посудин, якщо існує небезпека порушення цілісності фундаменту або коли його міцність не забезпечується за умови проведення гідравлічних випробувань;
г) посудин, які забороняється заповнювати водою за технологічним регламентом або технічними умовами;
ґ) посудин, що експлуатуються під тиском шкідливих речовин (рідких або газоподібних) 1 - 4-го класів небезпеки згідно з ГОСТ 12.1.007-76 ССТБ (далі - ГОСТ 12.1.007-76);
при технічному огляді або технічному діагностуванні, якщо зовнішній, внутрішній огляди та контроль стінок ультразвуковими або іншими методами неможливий;
при оцінці ступеня небезпеки дефектів, що виявляються іншими методами неруйнівного контролю, і їх впливу на працездатність конструкції;
при визначенні залишкового ресурсу та можливості подальшої експлуатації, якщо вичерпаний регламентований, нормативний або розрахунковий термін служби, встановлений відповідно до чинних НД;
на вимогу органів нагляду;
за рішенням власника обладнання.
8.2. Вимоги до акустико-емісійної апаратури:
8.2.1. Як засіб АЕ контролю необхідно використовувати автоматизовану багатоканальну акустико-емісійну апаратуру (далі - АЕ апаратура) чи акустико-емісійну систему (далі - АЕ система), до складу яких входить:
автоматизований багатоканальний прилад, що включає електронні блоки, призначені для підсилювання і обробки сигналів АЕ;
персональний комп'ютер з необхідним математичним забезпеченням;
комплект перетворювачів АЕ (далі - ПАЕ);
попередні підсилювачі (вмонтовані або виносні);
кабельні мережі;
пристрої кріплення ПАЕ (магнітні, механічні тощо);
засоби відображення і накопичування інформації;
блоки забезпечення калібрування апаратури і підготовки її до роботи на об'єкті.
8.2.2. АЕ система повинна відповідати таким вимогам:
забезпечувати вимірювання сигналів АЕ в робочому діапазоні частот від 10 до 1000 кГц;
нерівномірність частотного діапазону частотної характеристики в межах частотного діапазону має бути не більше і не менше ніж 3 дБ;
ефективне значення напруги власних шумів підсилювального тракту - не більше за 5 мкВ;
коефіцієнт підсилення попереднього підсилювача - в межах від 20 до 60 дБ;
коефіцієнт підсилення основного підсилювача від нуля до 40 дБ;
амплітудний динамічний діапазон попереднього підсилювача - не менше ніж 70 дБ, динамічний діапазон вимірювання амплітуди сигналів АЕ - не менше ніж 60 дБ.
8.2.3. АЕ система повинна забезпечувати:
реєстрацію інформації, що надходить;
оперативне опрацювання інформації з оперативним відображенням результатів у режимі реального часу;
накопичення та тривале зберігання зареєстрованої інформації на периферійних пристроях для подальшого опрацювання.
8.2.4. Кількість каналів вимірювання слід застосовувати залежно від задачі контролю.
Якщо визначати місце розташування дефектів не потрібно, допускається використовувати АЕ апаратуру з одним чи двома каналами або багатоканальну систему в режимі зонного контролю.
8.2.5. У процесі проведення випробувань необхідно реєструвати параметри навантаження: тиск, температуру тощо.
8.3. Проведення випробувань з АЕ контролем:
8.3.1. До початку випробувань необхідно ознайомитися з експлуатаційними документами об'єкта та іншими матеріалами, що стосуються його технічного стану, а також із результатами проведених раніше експертних обстежень (технічних діагностувань).
За результатами аналізу експлуатаційних документів визначаються елементи і зони, де можливе утворення дефектів або пошкоджень, і розробляється програма випробувань.
8.3.2. Відповідно до вимог ДСТУ 4046-2001 програма випробувань повинна охоплювати такі структурні елементи:
а) характеристику об'єкта;
б) характеристику використовуваної АЕ апаратури;
в) вимоги підготовки об'єкта до випробувань;
г) схему розміщення ПАЕ;
ґ) графік режиму навантаження об'єкта;
д) вимоги безпечного проведення робіт.
Програма узгоджується зі службами підприємства-роботодавця, що беруть участь у проведенні випробувань.
У разі відсутності такої служби програма узгоджується з керівником підприємства-роботодавця.
8.3.3. При підготовці об'єкта до випробувань слід забезпечити низький рівень фонових шумів, що виникають під час навантаження, для цього об'єкт з'єднують із насосом або компресором гумовим шлангом високого тиску, довжина якого не менше 3 м.
8.3.4. Насос або компресор, що створює пробний тискPпр у контрольованому об'єкті, необхідно обладнати манометром прямої дії та автоматичним редукувальним пристроєм із манометром і запобіжним клапаном, що розрахований на тиск 1,1Pпр.
8.3.5. Поверхню об'єкта в місцях установлення ПАЕ зачищають до шорсткості не більше Rz 40 за ГОСТ 2789-73, знежирюють бензином або уайт-спіритом та зневоднюють спиртом.
Акустичний контакт ПАЕ з поверхнею об'єкта контролю забезпечується через змащування епоксидною смолою без затверджувача або машинним мастилом, гліцерином чи іншим рідким середовищем.
Не дозволяється доторкання корпусу ПАЕ або попереднього підсилювача безпосередньо з металом об'єкта. Якщо таке зіткнення відбувається, це призводить до утворення радіоперешкод від близько розташованих або потужних радіостанцій, що працюють у досліджуваному діапазоні частот, унаслідок чого відбувається викривлення результатів випробувань.