МАТЕРИАЛЫ
Материалы, применяемые для изготовления сосудов, должны обеспечивать их надежную работу в течение расчетного срока службы с учетом заданных условий эксплуатации (расчетное давление, минимальная отрицательная и максимальная расчетная температура), состава и характера среды (коррозионная активность, взрывоопасность, токсичность и др.) и влияния температуры окружающего воздуха.
Для изготовления сосудов, цистерн и бочек должны применяться материалы по соответствующим стандартам Минхиммаша СССР и Минтяжмаша СССР, а для изготовления баллонов - Минчермета СССР. Применение материалов, указанных в соответствующих стандартах перечисленных министерств для изготовления сосудов, цистерн, бочек, баллонов, предназначенных для работы с параметрами, выходящими за установленные пределы, а также применение материалов, не указанных в стандарте, допускается по решению министерства, утвердившего стандарт. Копия решения должна быть приложена к паспорту на сосуд, цистерну, бочку, баллон. Материалы, применяемые для изготовления сосудов, должны обладать технологической свариваемостью.
При выборе материалов для сосудов, предназначенных для установки на открытой площадке или в неотапливаемых помещениях, должна учитываться абсолютная минимальная температура наружного воздуха для данного района, если температура стенки сосуда может стать отрицательной от воздействия окружающего воздуха, когда сосуд находится под давлением.
Присадочные материалы, применяемые при изготовлении сосудов и их элементов, должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов или технических условий. Использование присадочных материалов конкретных марок, а также флюсов и защитных газов должно производиться в строгом соответствии с техническими условиями на изготовление данного сосуда и инструкцией па сварке.
Применение новых присадочных материалов, флюсов и защитных
газов разрешается главным инженером предприятия после подтверждения их технологичности при сварке сосуда, проверки всего комплекса требуемых свойств сварных соединений (включая свойства металла шва) и положительного заключения специализированной научно
исследовательской организации по сварке.
Качество и свойства материалов и полуфабрикатов должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов и технических условий и быть подтверждены сертификатами предприятий-поставщиков. В сертификате должен быть указан также режим термообработки полуфабриката на предприятии-поставщике. При отсутствии или неполноте сертификата или маркировки предприятие-изготовитель сосуда должно провести все необходимые испытания с оформлением их результатов протоколом, дополняющим или заменяющим сертификат поставщика материала.
Углеродистая и низколегированная листовая сталь толщиной более 60 мм, предназначенная для изготовления сосудов, работающих под давлением свыше 10 МПа (100 кгс/кв.см), должна подвергаться полистному контролю ультразвуковым или другим равноценным методом дефектоскопии. Методы и нормы контроля должны соответствовать классу 1 по ГОСТ 22727-77.
Биметаллические листы толщиной более 25 мм, предназначенные для изготовления сосудов, работающих под давлением свыше 4 МПа (40 кгс/кв.см), должны подвергаться полистному контролю ультразвуковой дефектоскопией или другим равноценным методом. Методы и нормы контроля сцепления плакирующего слоя должны соответствовать 1 классу по ГОСТ 10885-85. Необходимость ультразвукового контроля и класс сплошности сцепления слоев в других случаях устанавливается нормативно-технической документацией на сосуд.
Применение электросварных труб с продольным или спиральным швом допускается по стандартам Минхиммаша СССР и Минтяжмаша СССР при условии контроля шва по всей длине радиационной, ультразвуковой или другой равноценной им дефектоскопией. Каждая бесшовная или сварная труба должна проходить гидравлическое испытание. Величина пробного давления при гидроиспытании должна быть указана в нормативно-технической документации на трубы. Допускается не производить гидравлическое испытание бесшовных труб, если они подвергаются по всей поверхности контролю физическими методами (радиационным, ультразвуковым или им равноценным).
Поковки из углеродистых, низколегированных и среднелегированных сталей, предназначенные для работы под давлением свыше 6,3 МПа (63 кгс/кв.см) и имеющие один из габаритных размеров более 200 мм и толщину более 50 мм, должны подвергаться поштучному контролю ультразвуковым или другим равноценным методом. Дефектоскопии должно подвергаться не менее 50 % объема контролируемой поковки. Методика и нормы контроля должны соответствовать отраслевой нормативно-технической документации. 3.11. Отливки стальные должны применяться в термообработанном состоянии. Проверка механических свойств отливок проводится после термообработки.
Чугунные отливки из высокопрочного чугуна следует применять термически обработанными.
Гайки и шпильки (болты) должны изготавливаться из сталей разных марок, а при изготовлении из сталей одной марки - с разной твердостью. При этом твердость гайки должна быть ниже твердости шпильки (болта).
Материал шпилек (болтов) должен выбираться с коэффициентом линейного расширения, близким по значениям коэффициенту линейного расширения материала фланца. Разница в значениях коэффициента линейного расширения не должна превышать 10 %. Применение сталей с различными коэффициентами линейного расширения (более 10 %) допускается в случаях, обоснованных расчетом на прочность.
Допускается применять гайки из сталей перлитного класса на шпильках (болтах), изготовленных из аустенитной стали, если это предусмотрено нормативно-технической документацией.
В случае изготовления крепежных деталей холодным деформированием они должны подвергаться термической обработке - отпуску.
Необходимость термической обработки резьбы, изготовленной методом накатки, регламентируется нормативно-технической документацией.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Сосуды и их элементы, работающие под давлением, должны изготавливаться на предприятиях, которые располагают техническими средствами, обеспечивающими качественное их изготовление в полном соответствии с требованиями настоящих Правил, стандартов, технических условий и имеют разрешение местных органов Г осгортехнадзора, выданное в соответствии с "Инструкцией но надзору за изготовлением объектов котлонадзора", утвержденной Госгортехнадзором СССР. На монтаж сосудов с применением сварки и вальцовки элементов, работающих под давлением, должно быть получено разрешение в местном органе Госгортехнадзора до начала производства работ. Разрешение оформляется в соответствии с "Инструкцией о порядке выдачи разрешения на право монтажа объектов котлонадзора", утвержденной Госгортехнадзором СССР.
На предприятии-изготовителе должен осуществляться входной контроль основных и сварочных материалов, полуфабрикатов на соответствие их требованиям настоящих Правил, стандартов, технических условий и чертежа. Порядок проведения входного контроля регламентируется стандартом предприятия или инструкцией, утвержденных в установленном Министерством (ведомством) порядке.
ДОПУСКИ
При изготовлении сосудов и их элементов должны соблюдаться допуски, указанные в настоящем разделе.
Отклонение наружного (внутреннего) диаметра обечаек, цилиндрических отбортованных элементов днищ, сферических днищ, изготовленных из листов и поковок, не должно превышать ± 1 % номинального диаметра. Относительная овальность а в любом поперечном сечении не должна превышать 1 %. Величина относительной овальности определяется по формулам:
в сечении, где отсутствуют штуцера и люки:
(Dmax - Dmi n)
а = . Ю0 %
Dmax+Dmi n
в сечении, где имеются штуцера и люки:
2 (Dmax - Dmin - 0,02d)
а = .100 % ,
Dmax+Dmi n:
Dmax+Dmin - где Dmax, Dmin - соответственно наибольший и наименьший наружные (внутренние) диаметры сосуда, мм; d - внутренний диаметр штуцера или люка, мм. Величину относительной овальности для сосудов с отношением толщины стенки обечайки к внутреннему диаметру 0,01 и менее допускается увеличить до 1,5 %. Относительная овальность для элементов сосудов, работающих под наружным давлением, не должна превышать 0,5 %.
Увод (угловатость) f кромок (рис. 1) в сварных швах не должен превышать f=0,1S+3 мм, но не более соответствующих величин, указанных в табл. 2 для элементов сосудов.
Таблица 2
Максимальный увод (угловатость) f кромок в стыковых швах, мм I шаровых резервуаров и I
обечаек I днищ из лепестков I конических днищ + + независимо I D=<5000 I D>5000 I D<=2000 I D>2000
от D* I I I I _ _ _ _
5 I 6 I 8 I 5 I 7
_ _ _ _
D* - внутренний диаметр, мм
Смещение кромок b листов (рис. 2), измеряемое по срединной поверхности, в стыковых соединениях, определяющих прочность сосуда, не должно превышать b=0,1S, но не более 3 мм. Смещение кромок в кольцевых швах, за исключением швов, выполняемых электрошлаковой сваркой, не должно превышать величин, приведенных в табл. 3. Смещение кромок в кольцевых швах, выполняемых электрошлаковой сваркой, не должно превышать 5 мм.
Таблица 3
I Максимально допустимые смещения стыкуемых кромок
I в кольцевых швах, мм
Толщина I
свариваемых I на монометаллических Ща биметаллических сосудах листов, S I сосудах I со стороны коррозионного I I слоя + +
До 20 I 0,1S+1 I 50 % от толщины пла-
+ + кирующего слоя Свыше 20 до 50 I 0,15S, но не более 5 I
_ _ Свыше 50 до I 0,04S+3,5* I 0,04S+3, но не более тол- 100 I I щины плакирующего слоя
_ _ Свыше 100 I 0,025S_5*, но не I 0,025S_5, но не более 8 I более 10 I и не более толщины пла- I I кирующего слоя _ _
* При условии наплавки на стыкуемые поверхности с уклоном 1:3 для сварных соединений, имеющих смещение кромок более 5 мм
Смещение кромок в стыковых сварных соединениях труб не должно превышать величин, приведенных в табл. 4.
Таблица 4
Толщина стенки трубы, S мм I Максимально допустимые смещения I кромок, мм _
До 3 I 0,2S Свыше 3 до 6 I 0, 1S+0 ,3
Свыше 6 до 10 I 0,15S
Свыше 10 до 20 I 0,05S+1 Свыше 20 I 0,1S, но не более 3
_
Допуски, не указанные в настоящем разделе, должны соответствовать требованиям нормативно-технической документации (техническим условиям или стандартам).Сварка сосудов и их элементов должна производиться в соответствии с требованиями технических условий на изготовление сосудов, утвержденных инструкций или технологической документации. Технологическая документация должна содержать указания по технологии сварки металлов, принятых для изготовления сосудов и их элементов, применению присадочных материалов, видам и объему контроля, а также предварительному и сопутствующему подогреву и термической обработке.
Использование новых для данного вида изделия методов сварки разрешается главным инженером предприятия по согласованию со специализированной научно-исследовательской организацией после подтверждения их технологичности и проверки всего комплекса требуемых свойств сварных соединений.
К производству сварочных работ, включая прихватку и приварку временных креплений, допускаются сварщики, аттестованные в соответствии с "Правилами аттестации сварщиков", утвержденными Госгортехнадзором СССР, и имеющие удостоверение установленной формы. Сварщики могут производить сварочные работы тех видов, которые указаны в их удостоверении.
Перед началом сварки должно быть проверено качество сборки соединяемых элементов, а также состояние стыкуемых кромок и прилегающих к ним поверхностей. При сборке не допускается подгонка кромок ударным способом или местным нагревом.
Прихватки должны выполняться с применением присадочных материалов, предусмотренных технической документацией на сварку данного сосуда. Прихватки при дальнейшем проведении сварочных работ удаляются или переплавляются основным швом. Приварка временных креплений и удаление их после сварки основного изделия должны производиться по технологии, исключающей образование трещин и закалочных зон в металле изделия.
Все сварочные работы при изготовлении сосудов и их элементов должны производиться при положительных температурах в закрытых помещениях. При монтаже, доизготовлении на монтажных площадках, а также ремонте сосудов, эксплуатируемых вне помещений, допускается сварка при отрицательных температурах окружающего воздуха. При этом сварщик, а также место сварки должны быть защищены от непосредственного воздействия ветра и атмосферных осадков. Сварка при температуре окружающего воздуха ниже 0 град.С должна производиться в соответствии со стандартами, согласованными с Госгортехнадзором СССР.
Все сварные швы подлежат клеймению, позволяющему установить сварщика, выполнявшего эти швы. Клеймо наносится на расстоянии 20 - 50 мм от кромки сварного шва с наружной стороны. Если шов с наружной и внутренней сторон заваривается разными сварщиками, клейма ставятся только с наружной стороны через дробь: в числителе клеймо сварщика с наружной стороны шва, в знаменателе - с внутренней стороны. Если сварные соединения сосуда выполняются одним сварщиком, то допускается клеймо сварщика ставить около таблички или на другом открытом участке. У продольных швов клеймо должно находиться в начале и в конце шва на расстоянии 100 мм от кольцевого шва. На обечайке с продольным швом длиной менее 400 мм допускается ставить одно клеймо. Для кольцевого шва клеймо должно выбиваться в месте пересечения кольцевого шва с продольным и далее через каждые 2 м, но при этом должно быть не менее двух клейм на каждом шве. Клейма ставятся с наружной стороны. Клеймение продольных и кольцевых швов сосудов с толщиной стенки менее 4 мм допускается производить электрографом или несмываемыми красками. Место клеймения заключается в хорошо видимую рамку, выполняемую несмываемой краской.
ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
Термической обработке подлежат сосуды, в стенках которых в процессе изготовления (при вальцовке, штамповке, сварке и т. д.) возможно появление недопустимых напряжений, а также сосуды, прочность которых достигается термообработкой.
Сосуды и их элементы из углеродистых и низколегированных марганцовистых сталей, изготовленные с применением сварки, штамповки или вальцовки, подлежат обязательной термообработке, если:
номинальная толщина стенки цилиндрического или конического элемента днища, фланца или патрубка сосуда в месте их сварного соединения более 36 мм для углеродистых сталей и более 30 мм для низколегированных марганцовистых и кремнемарганцовистых;
толщина стенки s цилиндрических или конических элементов сосуда (патрубка), изготовленных из листовой стали вальцовкой, превышает величину, вычисленную по формуле S = 0,009 (D + 1200), где D - минимальный внутренний диаметр, мм;
они предназначены для эксплуатации в средах, вызывающих коррозионное растрескивание;
днища независимо от толщины изготовлены холодной штамповкой или холодным фланжированием;
днища и другие элементы штампуются (вальцуются) в горячую с окончанием штамповки (вальцовки) при температуре ниже 700 град.С.
Сосуды и их элементы из следующих сталей: низколегированного хромомолибденового, хромомолибденованадиевого типа; мартенситного класса и двухслойных с основным слоем из сталей этого типа и класса, изготовленные с применением сварки, должны быть термообработаны независимо от диаметра и толщины стенки.
Необходимость и режим термообработки сосудов и их элементов из сталей аустенитного класса и двухслойных сталей с основным слоем из сталей углеродистого и низколегированного марганцовистого и кремнемарганцовистого типа с коррозионностойким слоем из сталей аустенитного класса должны указываться в техническом проекте.
Допускается термическая обработка сосудов по частям с последующей местной термообработкой замыкающего шва. При местной термообработке должны быть обеспечены равномерный нагрев и охлаждение в соответствии с технологией, согласованной со специализированной научноисследовательской организацией. При наличии требования по стойкости к коррозионному растрескиванию возможность применения местной термообработки сосуда должна быть согласована со специализированной научно-исследовательской организацией.
В процессе термообработки в печи температура нагрева в любой точке сосуда (элемента) не должна выходить за пределы максимальной и минимальной температур, предусмотренных режимом термообработки. Среда в печи не должна оказывать вредное влияние на термообрабатываемый сосуд (элемент).
Свойства металла сосудов и их элементов после всех циклов термической обработки должны соответствовать требованиям настоящих Правил, стандартов, технических условий.
КОНТРОЛЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Предприятие, производящее сварку сосудов и их элементов, обязано осуществлять контроль качества сварных соединений.
Для установления методов и объема контроля сварных соединений необходимо определить группу сосуда в зависимости от расчетного давления, температуры стенки и характера среды по табл. 5. В тех случаях, когда в табл. 5 отсутствуют указанные сочетания параметров по давлению и температуре, для определения группы следует руководствоваться максимальным параметром. Температура стенки определяется на основании теплотехнического расчета или результатов измерений, а при отсутствии этих данных принимается равной температуре среды, соприкасающейся со стенкой сосуда.
Таблица 5
Группа I Расчетное давление, I Температура I Характер сосуда I МПа (кгс/см2) I стенки, град.С I рабочей I I I среды _|_ + +
I Свыше 0,07 (0,7) I Независимо I Взрывоопасная,
I I I или пожароопас-
I I I ная, или 1, 2
I I I классов опаснос-
I I I ти по ГОСТ
I I I 12.1.007
_ _ _
I До 2,5 (25) I Ниже минус 70, I
I I выше 400 I
_ _ _
I Свыше 2,5 (25) I Ниже минус 70, I Любая за
I до 4 (40) I выше 200 I исключением _ _ _ указанной
I Свыше 4 (40) I Ниже минус 40, I для 1-й груп-
I до 5 (50) I выше 200 I пы сосудов _ _ _
I Свыше 5 (50) I Независимо I _ _ _
I До 1,6 (16) I От минус 70 I
I I до минус 20, I
I I от 200 до 400 I Любая ,за _ _ I исключением
I Свыше 1,6 (16) I От минус 70 до I указанной для
I до 2,5 (25) I 400 I 1-й группы
_ _ _ сосудов
I Свыше 2,5 (25) I От минус 70 до I
I до 4 (40) I 200 I
_ 1 +
I Свыше 4 (40) I От минус 40 до I
І до 5 (50) I 200 I
_|_ + +
І До 1,6 (16) I От минус 20 до I
I I 200 I
_ _ _
Объем контроля должен быть не менее предусмотренного настоящими Правилами.
В процессе изготовления сосудов должны проверяться:
соответствие металла свариваемых деталей и сварочных материалов требованиям действующих стандартов и технических условий;
соответствие качества подготовки кромок и сборки под сварку требованиям действующих стандартов и чертежей;
соблюдение технологического процесса сварки и термической обработки разработанных в соответствии с требованиями действующих стандартов и чертежей.
Контроль качества сварных соединений производится следующими методами:
внешним осмотром и измерением;
ультразвуковой дефектоскопией;
радиографией (рентгено-, гаммаграфированием и др.);
радиоскопией (1);
механическими испытаниями;
металлографическим исследованием;
испытанием на стойкость против межкристаллитной коррозии;
гидравлическим испытанием;
пневматическим испытанием;
другими методами (магнитографией, цветной дефектоскопией, стилоскопированием, замером твердости, определением содержания в металле шва ферритной фазы, акустической эмиссией и др.), если таковые предусмотрены технической документацией. Окончательный контроль качества сварных соединений сосудов, подвергающихся термообработке, должен производиться после проведения термообработки.
Радиоскопию допускается применять только но решению министерства (ведомства) в соответствии с утвержденной им инструкцией, согласованной с Госгортехнадзором СССР.
Сведения о контроле сварных соединений основных элементов сосудов должны заноситься в паспорт сосуда. Внешний осмотр и измерения
Внешнему осмотру и измерениям подлежат все сварные соединения сосудов и их элементов с целью выявления в них следующих дефектов:
трещин всех видов и направлений;
свищей и пористости наружной поверхности шва;
подрезов;
наплывов, прожогов, незаплавленных кратеров;
смещения и совместного увода кромок свариваемых элементов свыше норм, предусмотренных настоящими Правилами;
непрямолинейность соединяемых элементов;
несоответствие формы и размеров швов требованиям технической документации.
Перед внешним осмотром поверхность сварного шва и прилегающие к нему участки основного металла шириной не менее 20 мм в обе стороны от шва должны быть зачищены от шлака и других загрязнений.
Осмотр и измерения сварных соединений должны производиться с наружной и внутренней сторон по всей протяженности швов. В случае невозможности осмотра и измерения сварного соединения с двух сторон, его контроль должен производиться в порядке, предусмотренном автором проекта. Ультразвуковая дефектоскопия и радиационный контроль сварных соединений
Ультразвуковая дефектоскопия и радиационный контроль производятся с целью выявления в сварных соединениях внутренних дефектов.
К контролю сварных соединений сосудов физическими методами допускаются дефектоскописты, прошедшие специальную теоретическую подготовку и практическое обучение по программе, утвержденной Гособразованием СССР, сдавшие экзамены и имеющие соответствующее удостоверение на проведение контроля. Подготовка дефектоскопистов должна быть специализирована по методам контроля (ультразвуковая дефектоскопия, рентгеногаммаграфический и др.), а при необходимости - по типам сварных соединений, что должно быть указано в их удостоверениях. Каждый дефектоскопист может быть допущен только к тем методам контроля, которые указаны в его удостоверении. Дефектоскопист, имевший перерыв в работе (по данному виду контроля) свыше 6 месяцев, должен вновь сдать экзамены в полном объеме. Дефектоскописты подвергаются ежегодной переаттестации, результаты которой необходимо оформлять протоколом и соответствующими записями в удостоверениях (на вкладышах).
Ультразвуковая дефектоскопия и радиационный контроль сварных соединений должны производиться в соответствии с требованиями стандартов.
Метод контроля (ультразвуковая дефектоскопия, радиационный контроль, оба метода в сочетании) выбирается исходя из возможности обеспечения более полного и точного выявления недопустимых дефектов с учетом особенностей физических свойств металла, а также освоенности данного метода контроля для конкретного вида сварных соединений.
Объем контроля ультразвуковой дефектоскопией или радиационным методом стыковых, угловых, тавровых и других сварных соединений сосудов и их элементов (днищ, обечаек, штуцеров, люков, фланцев и др.), включая соединения люков и штуцеров с корпусом сосуда, должен соответствовать указанному в табл. 6. Указанный объем контроля относится к каждому сварному соединению. Места сопряжений (пересечений) сварных соединений подлежат обязательному контролю ультразвуковой дефектоскопией или радиационным методам. Ультразвуковая дефектоскопия или радиационный контроль швов приварки внутренних и наружных устройств к корпусу сосуда должны производиться при наличии требования в технической документации.