ИНСТРУКЦИЯ
ПО ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
ЭЛЕМЕНТОВ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

     

Дата введения 2003-06-30

УТВЕРЖДЕНА Приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 30.06.2003 г. N 272

     1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. В процессе эксплуатации паропроводов, их сварных соединений и корпусных (литых, штампованных, кованых) деталей из перлитных сталей в металле протекают процессы, приводящие к существенным изменениям структуры, в частности, сфероидизации перлитной составляющей, обеднению твердого раствора легирующими элементами, накоплению микропор. В сварных соединениях паропроводов из стали 20 наблюдаются выделения графита. Указанные изменения могут привести к недопустимому снижению служебных характеристик металла.

1.2. Работоспособность длительно эксплуатировавшихся деталей во многих случаях может быть восстановлена термической обработкой, что обеспечивает дальнейшую надежную эксплуатацию оборудования.

1.3. Восстановительной термической обработке (ВТО) могут подвергаться как отдельные элементы паропровода (гнутые или прямые трубы, сварные соединения), так и паропровод в целом; ВТО могут подвергаться также корпусные детали арматуры, литые колена и тройники.

1.4. Восстановительная термическая обработка паропроводов может выполняться как с их демонтажем, так и без демонтажа.

1.5. Настоящая Инструкция (СО 153-34.17.459-2003) распространяется на паропроводы из сталей типа 20, 12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ и 15Х1М1Ф и на его корпусные детали.

1.6. Исполнитель проводит работы по ВТО на качественном уровне, обеспечивающем получение свойств металла после ВТО в соответствии с требованиями действующих технических условий в состоянии поставки.

     2. КРИТЕРИИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ВТО

2.1. В гибах паропровода, подвергаемого ВТО, не должно быть недопустимых дефектов, выявленных визуальным контролем и неразрушающей дефектоскопией, согласно действующей нормативной документации.

2.2. Сварные соединения паропроводов, оцененные согласно действующим нормативным документам первым баллом, не подвергаются ВТО и подлежат переварке.

2.3. Сварные соединения паропроводов из стали 20 с выделениями графита, оцененные баллом 4 (по шкале Д) нормативного документа, ВТО не подлежат и должны быть переварены.

2.4. Прямые трубы не должны иметь недопустимых дефектов, перечисленных в технических условиях, по которым они изготавливались. Прямые трубы длиной менее 500 мм могут не подвергаться ВТО при условии, что их остаточный ресурс не меньше ресурса паропровода после ВТО.

2.5. Как правило, не подвергаются ВТО:

- трубы и их сварные соединения из сталей 12Х1МФ, 15ХМ, 12МХ, имеющие карбидные выделения размером более 15 мкм в сочетании с поврежденностью 2 балла и более (шкалы К) нормативного документа;

- трубы из стали 15Х1М1Ф, имеющие карбидные выделения размером 7 мкм и более в сочетании с поврежденностью 2 балла и более (шкалы К) нормативного документа. Сварные соединения из стали 15Х1М1Ф ВТО не подвергаются.

     3. КОНТРОЛЬНО-ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ДО ВТО

Для получения максимальной информации с целью назначения индивидуального режима ВТО каждого элемента энергооборудования проводятся следующие контрольно-диагностические операции:

3.1. Ознакомление с проектной, монтажной, ремонтной и эксплуатационной документацией по восстанавливаемым деталям.

3.2. Ультразвуковая толщинометрия растянутых частей 100% гибов.

3.3. Визуальный контроль в объеме 100% прямых труб и гибов. Контроль гибов методами УЗК и МПД в объеме 100%. Допускается вместо МПД применение эквивалентных методов (вихретокового, поверхностными волнами, капиллярного и т.д.)

3.4. Визуальный контроль и УЗК в объеме 100% сварных соединений по методике согласно действующей нормативной документации.

3.5. Контроль твердости основного металла труб и наплавленного металла сварных соединений в объеме не менее 10% методом ударного отпечатка. Допускается применение альтернативных методов измерения твердости, обеспечивающих получение результатов с точностью не менее 10%.

3.6. Неразрушающий контроль микроструктуры и микроповрежденности в объеме не менее 20% гибов методом реплик согласно действующей нормативной документации. Контроль проводится на растянутой части гибов. На крутоизогнутых отводах микроструктура и поврежденность контролируются и на прямом участке на расстоянии не более одного наружного диаметра от начала или конца гнутого участка. Допускается вместо реплик использовать сколы, если при взятии сколов толщина стенки уменьшается не более чем на 10% ее номинального значения и не более чем на 2 мм. Место взятия скола подлежит зашлифовке с целью устранения острых граней. Допускается также применение вместо метода реплик портативных металлографических микроскопов с возможностью фиксации изображения (с помощью фотографической приставки, видеомагнитофона и т.п.). Возможно применение сканирующей электронной микроскопии вместо световой металлографии.

Во всех случаях глубина снимаемого слоя не должна выводить оставшуюся толщину стенки за пределы допустимых значений. В противном случае для контролируемого элемента следует провести коррекцию дополнительного ресурса.

Аналогичному контролю подвергаются ЗТВ не менее двух наиболее напряженных сварных соединений (для труб из низколегированной перлитной стали). Основанием для их выбора является расчет фактического напряженного состояния паропровода.

При ВТО сварных соединений паропроводов из углеродистой стали в качестве дополнительного рекомендуется качественный химический контроль содержания графита в ЗТВ сварных соединений в соответствии с нормативной документацией (методика определения степени графитизации в углеродистых сталях приведена в приложении 1).

3.7. Поверочный расчет на прочность (от внутреннего давления) в объеме 100% гибов (при необходимости) согласно РД 10-249-98 (утвержден Постановлением Госгортехнадзора России от 25.08.98 г. N 50 с учетом фактических размеров гибов, их структурного состояния и фактических параметров пара за все время эксплуатации (только для труб из низколегированной перлитной стали).

3.8. Проведение обследования трассы паропровода, его опорно-подвесной системы и индикаторов температурных перемещений с целью обнаружения недостатков; разработка рекомендаций по их устранению; уточнение данных для проведения поверочного расчета трассы паропровода на прочность и самокомпенсацию и разработка мероприятий по сопровождению опорно-подвесной системы с составлением соответствующих актов. Перечисленные работы должны обеспечивать:

- исключение влияния механических нагрузок на нагреваемый участок, выбор варианта раскрепления паропровода и очередности нагрева;

- устранение конденсата из обрабатываемых участков (основные принципы предотвращения деформирования паропровода при проведении ВТО приведены в приложение 2).

3.9. Контроль твердости корпусных деталей арматуры, литых колен и тройников методом ударного отпечатка не менее чем в трех точках для каждой детали. Допускается применение альтернативных методов измерения твердости, обеспечивающих точность измерений не менее 10%.

3.10. Визуальный контроль и МПД радиусных переходов корпусных деталей в объеме 100%. Обнаруженные дефекты подлежат выборке и заварке. Допускается применение вместо МПД альтернативных методов дефектоскопии (вихретокового, поверхностными волнами, капиллярного и т.п.).

3.11. Неразрушающая металлография корпусных деталей с применением реплик или сколов не менее чем в двух точках на каждой детали.

3.12. По окончании контроля составление графика выполнения ВТО с учетом особенностей обрабатываемых элементов, результатов контрольно-диагностических операций, возможности устранения контруклонов, необходимости принудительного охлаждения нагреваемых участков.

     4. ПРОВЕДЕНИЕ ВТО

4.1. Проведение ВТО допускается индукционным, печным или радиационным нагревом по рекомендованным режимам ВТО, приведенным в приложении 3.

4.2. При выполнении ВТО индукционным нагревом допускается образование зон дополнительной перекристаллизации, характеризующихся нерекомендованной структурой Шкалы микроструктур технических условий. В пределах одной трубы допускается не более двух зон, расположенных на концах прямых труб (но не более 150 мм от сварного соединения). На гнутых трубах наличие указанных зон допускается только на их прямых участках, но не более 150 мм от сварного соединения. Во всех случаях длина зон не должна превышать удвоенной толщины стенки.

Получение нерекомендованной структуры не допускается, кроме случаев, указанных выше. При ее образовании необходимо выполнить повторную ВТО.

4.3. При индукционном нагреве сварных соединений термическая обработка проводится с соблюдением следующих условий:

- ограничения максимальной скорости подъема температур (максимальная допустимая скорость подъема температур при индукционном способе местного нагрева в процессе ВТО сварных соединений приведена в таблице 1 приложения 4);

- обеспечения минимальной ширины зоны местного нагрева (минимальная допустимая ширина кольцевой зоны равномерного нагрева сварных соединений паропроводов при ВТО неподвижным индуктором приведена в таблице 2 приложения 4).

4.4. Для проверки правильности сборки электрических схем оборудования (при ВТО с помощью индукционного нагрева) и функционирования КИП, достижения требуемых параметров режима ВТО, а также взаимодействия персонала, выполняющего ВТО, со станционными службами проводится пробная ВТО макетной трубы. В качестве макетной трубы рекомендуется использовать трубу того же типоразмера и той же марки стали, как и у труб обрабатываемого паропровода, предпочтительно трубу, вырезанную из обрабатываемого паропровода.

4.5. При индукционном нагреве макетная труба устанавливается на временных опорах. Во избежание ее провисания расстояние между опорами не должно превышать 2 м.

4.6. Измерения температуры макетной трубы или трубы паропровода при индукционном нагреве выполняются хромель-алюмелевыми термоэлектрическими преобразователями (термопарами), подключенными экранированными проводами к регистрирующим приборам класса точности не ниже 0,5. На регистрирующий прибор не должны оказывать влияние электромагнитные наводки.

Термоэлектрические преобразователи на прямой трубе располагаются по спирали с шагом по оси трубы не более 400-500 мм. На гибах они располагаются в нейтральных и сжатой зонах с тем же шагом. Температурный режим ВТО регистрируется на диаграммных лентах приборов.

Термоэлектрические преобразователи и КИП должны быть поверены. Скорость движения диаграммной ленты и масштаб по температуре должны обеспечивать их расшифровку невооруженным глазом.

При ВТО с помощью печного нагрева контроль температуры определяется конструкцией печи, конструкцией и величиной обрабатываемых деталей, величиной садки и должен обеспечивать равномерность нагрева в предписанных интервалах. Температурный режим должен регистрироваться на диаграммных лентах.

Допускается использование эквивалентных методов контроля температуры при условии регистрации ее на диаграммных лентах и обеспечении соответствующей точности измерения.

4.7. Восстановительная термическая обработка должна вестись по режимам, обеспечивающим получение в основном металле труб из стали 12Х1МФ и 15Х1М1Ф структуры не ниже 5 балла. Шкалы рекомендованных структур технических условий на изготовление труб. Микроструктура труб остальных сталей должна соответствовать микроструктуре труб заводской поставки. В сварных соединениях труб должна отсутствовать мягкая прослойка и феррито-карбидная структура.

4.8. При ВТО паропровода без его демонтажа очередность обработки участков определяется в каждом конкретном случае его трассировкой, исходным состоянием опорно-подвесной системы, наличием или отсутствием контруклонов, результатами контроля металла до ВТО, а также с учетом расположения опорно-строительных конструкций соответствующего цеха. При этом должно быть обеспечено отсутствие конденсата в обрабатываемом участке.

4.9. Основные принципы предотвращения деформирования паропроводных труб и устранения контруклонов при выполнении ВТО без демонтажа паропровода изложены в приложении 2.

4.10. При проведении ВТО индукционным или радиационным нагревом отдельных демонтированных труб или блоков (нескольких труб, соединенных сварными стыками) следует учитывать рекомендации пп.4.2-4.7 настоящей Инструкции.

4.11. При выполнении ВТО печным нагревом необходимо предпринять специальные меры, исключающие поводку обрабатываемых деталей.

     5. КОНТРОЛЬНО-ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ПОСЛЕ ВТО

После ВТО проводятся следующие контрольно-диагностические операции:

5.1. Ультразвуковая толщинометрия растянутых частей гибов в объеме 100%.

5.2. Визуальный контроль в объеме 100% прямых труб и гибов. Кроме того, на гибах проводится УЗК и МПД в объеме 100%. Допускается вместо МПД применение эквивалентных методов (вихретокового, поверхностными волнами, капиллярного и т.д.).

5.3. Визуальный контроль и УЗК 100% сварных соединений.

5.4. Неразрушающий металлографический контроль в объеме 100% гибов и прямых труб из низколегированных перлитных сталей. Контроль проводится с целью оценки качества ВТО и проверки соответствия микроструктуры проектной марке стали. При этом контроль гибов выполняется на их нейтральной части, или сжатой части, или на прямом участке. Для гибов, где до ВТО выявлена микроповрежденность 2 балла и более, контроль выполняется на их растянутой части.

Металлографический контроль 100% сварных соединений, в которых по результатам предыдущего контроля была обнаружена поврежденность порами (для низколегированных перлитных сталей), а также 10% сварных соединений, в которых по результатам предыдущего контроля была обнаружена графитизация (для углеродистых сталей). При обнаружении графитизации или поврежденности порами после ВТО хотя бы в одном сварном соединении объем контроля увеличивается до 100%, а дефектные стыки подлежат повторной ВТО или переварке.

5.5. Измерение твердости наплавленного металла сварных соединений (для низколегированных перлитных сталей) в объеме 100%.