ИНСТРУКЦИЯ
ПО ОБСЛЕДОВАНИЮ И ТЕХНОЛОГИИ РЕМОНТА БАРАБАНОВ КОТЛОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

УТВЕРЖДЕНО Приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 30 июня 2003 г. N 268

     1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящая Инструкция СО 153-34.26.608-2003 составлена с учетом накопленного опыта проведения ремонтных операций, результатов научно-исследовательских работ, опыта эксплуатации отремонтированных барабанов, а также в связи с выходом новых нормативных документов (НД). Применяемые в настоящей Инструкции обозначения указаны в приложении А.

1.2. Настоящая Инструкция распространяется на ремонт барабанов из сталей 16ГНМ, 16ГНМА, 22К, 20К, 20Б, 16М и 15М котлов высокого давления. Возможность ее использования для ремонта барабанов из других материалов определяется экспертной организацией в установленном порядке.

1.3. Решение о проведении ремонта барабана принимает владелец оборудования по результатам контроля, выполненного согласно [1] или другими НТД, либо по результатам внеочередного контроля, который может быть рекомендован экспертной организацией.

1.4. После удаления дефектов проводящая ремонт организация выполняет расчеты на статическую прочность в соответствии с "Методическими рекомендациями по расчету на прочность отремонтированных барабанов котлов высокого давления" (приложение Б), при необходимости - на хрупкую прочность для определения допустимого диапазона температуры гидравлических испытаний с целью исключения хрупкого разрушения - в соответствии с "Методическими рекомендациями по расчетному обоснованию выбора температуры гидравлического испытания барабана после ремонта сваркой" (приложение В), а также на циклическую прочность - в соответствии с "Методическими рекомендациями по расчету циклической долговечности барабанов котлов" (приложение Г).

На основании анализа результатов расчетов принимают решение о возможности дальнейшей эксплуатации барабана при номинальном или пониженном давлении, либо о необходимости восстановления расчетных сечений путем наплавки на поверхность отверстия или (и) обечайки, или (и) днища.

Расчет на циклическую прочность выполняется при обнаружении в барабане трещин любого вида и направления или (и) после отработки барабаном паркового ресурса. Требования о необходимости проведения поверочного расчета на хрупкую прочность для выбора температуры гидравлического испытания барабана после ремонта сформулированы в п.2.7 приложения В. Расчеты рекомендуется выполнять по методикам, приведенным в приложениях Б-Г.

Допускается выполнять расчет на циклическую прочность в соответствии с [2] в том случае, если выполняются следующие условия:

- общее число циклов не превышает 250;

- повреждения незначительны: глубина и протяженность дефектов (выборок) не превышает 2-5 мм;

- наработка не превышает 250 тыс.ч.

Если в результате расчета по [2] накопленное усталостное повреждение превышает предельно допустимое значение, то выполняется уточненный расчет в соответствии с приложением Г.

В том случае, если при расчете согласно приложению Г накопленное усталостное повреждение также превышает допустимое значение, то проводится численный расчет с использованием фактических данных (результатов измерений) по температурным нагрузкам.

1.5. В настоящей Инструкции содержатся примеры типичных повреждений, обнаруживаемых при контроле барабанов, а также технология ремонта и требования к качеству выполняемых ремонтных работ.

В каждом конкретном случае повреждения барабана на базе настоящей Инструкции составляется производственная технология ремонта, учитывающая характер дефектов и способы их устранения, а также условия сварки и наплавки.

1.6. Производственная технология ремонта разрабатывается на основе настоящей Инструкции с учетом требований [3] и других НД владельцем оборудования или экспертной организацией в установленном порядке. В последнем случае технология ремонта согласовывается с электростанцией.

     2. ТРЕБОВАНИЯ К ПРОИЗВОДСТВЕННОМУ ПЕРСОНАЛУ

2.1. Сварку и наплавку при ремонте барабанов выполняют квалифицированные сварщики в установленном порядке.

Перед производством сварочных работ на барабане электросварщики проходят специальный инструктаж и отрабатывают технику сварки и наплавки на образцах, имитирующих реальные условия ремонта.

2.2. Удаление поврежденного металла, обработку механическим способом поверхности выборки и отремонтированного участка барабана или сварного соединения выполняют квалифицированные слесари, прошедшие необходимый инструктаж.

2.3. Подогрев при сварке газопламенным способом выполняют газосварщики-газорезчики, а электронагрев при сварке и последующей термической обработке с регистрацией температур выполняют термисты-операторы термических установок, прошедшие специальную подготовку по технике производства этих работ.

2.4. Контроль неразрушающими методами проводят специалисты (дефектоскописты) в установленном порядке.

2.5. Визуальный и измерительный контроль качества металла барабана и его сварных соединений, а также полноты удаления дефектов осуществляют специалисты, имеющие теоретическую и практическую подготовку по визуальному и измерительному контролю, в установленном порядке.

2.6. Подготовка под сварку или наплавку, а также производство сварочных работ осуществляются под надзором руководителя (мастера) по сварке.

     3. ВИДЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ БАРАБАНОВ, ПРИ КОТОРЫХ РАССМАТРИВАЕТСЯ ВОПРОС О НЕОБХОДИМОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ РЕМОНТА

3.1. Дефекты в цилиндрической части:

- цепочки язвин, раковины, трещины на поверхности трубных отверстий и прилегающих к ним участках внутренней поверхности барабана (рисунок 1);

Рисунок 1 - Трещины в зоне трубного отверстия

- трещины у швов приварки внутрибарабанных устройств (рисунок 2) и в местах удаления сборочных планок.

Рисунок 2 - Трещины у швов приварки внутрибарабанных устройств

3.2. Дефекты в днищах:

- трещины у шва приварки пластин для крепления лазового затвора (рисунок 3);

Рисунок 3 - Трещины у шва приварки лапы лазового отверстия

- цепочки язвин, раковины, трещины на внутренней поверхности;

- трещины на поверхности лазового отверстия.

3.3. Дефекты в штуцерах:

- трещины на внутренней поверхности в зоне примыкания к барабану (см. рисунок 1);

- трещины в сварном шве приварки штуцера к барабану (рисунок 4).

Рисунок 4 - Трещины в сварном шве приварки штуцера к барабану

3.4. Дефекты в основных (продольных и кольцевых) сварных соединениях барабанов:

- трещины в наплавленном металле и околошовной зоне;

- непровары, шлаковые включения и другие технологические дефекты сварки (рисунок 5).

1 - шлаковые включения в шве; 2 - трещина в шве; 3 - флюсовое включение в шве; 4 - трещины в околошовной зоне; 5 - несплавление кромок; 6 - непровар

Рисунок 5 - Дефекты в сварном соединении

     4. КОНТРОЛЬ МЕТАЛЛА БАРАБАНОВ КОТЛОВ

4.1. Контроль металла барабанов и их отремонтированных элементов (методы, объем, периодичность) регламентируется [1] и другими НД.

4.2. Требования к персоналу, средствам, методикам проверки и критерии оценки качества указаны в действующей НД на конкретный метод контроля.

4.3. Контроль металла и устранение дефектов проводятся после демонтажа внутрибарабанных устройств и снятия тепловой изоляции барабана в местах проведения работ.

4.4. Места удаления внутрибарабанных устройств и снятия изоляции определяются организацией-исполнителем ремонта совместно с электростанцией в соответствии с необходимым объемом контроля, расположением обнаруженных дефектов и принятой технологией ремонта.

4.5. Удаление внутрибарабанных устройств, приваренных к кронштейнам корпуса барабана, выполняется с помощью газовой резки. При этом длина кронштейнов остается не менее 15 мм. Последующая приварка демонтированных внутрибарабанных устройств производится к этим кронштейнам.

4.6. В случае обнаружения при проведении неразрушающего контроля внутренних дефектов, не выходящих на поверхность основных сварных швов, а также при наличии расслоений и других металлургических дефектов в основном металле барабана, не допустимых по существующим нормам, решение о возможности и условиях работы барабана принимается владельцем оборудования на основании выводов Заключения экспертной организации в установленном порядке.

     5. УСТРАНЕНИЕ ДЕФЕКТОВ

5.1. Дефекты, выявленные на поверхностях обечаек, днищ, трубных и лазовых отверстий, штуцеров, а также в сварных швах барабана, удаляются механическим способом (абразивным инструментом, расточкой, сверловкой и др.). При этом необходимо обеспечить минимальные объемы удаляемого металла при обязательном условии полного удаления обнаруженных дефектов.

В основных сварных швах допускается воздушно-дуговая резка-строжка с последующей механической обработкой абразивным инструментом (шлифмашинкой) поверхности углубления - выборки на глубину не менее 3 мм.

5.2. Шероховатость поверхности после удаления дефектов в трубных отверстиях должна быть 40 мкм; остальных поверхностей 80 мкм.

5.3. Удаление дефектных мест механической обработкой следует выполнять на режимах, не вызывающих нагрева металла до цветов побежалости.

5.4. Места выборки дефектов должны иметь плавные переходы (рисунок 6). В случае, когда удаление дефектов на поверхности отверстий производится расточкой, последняя может выполняться уступами (рисунок 7).

Рисунок 6 - Местная выборка с плавными переходами

Рисунок 7 - Форма трубного отверстия, расточенного уступами для удаления поврежденного металла

5.5. В период проведения первого контроля кромки трубных отверстий с внутренней стороны должны быть скруглены радиусом 5-7 мм.

5.6. Полнота удаления всех дефектов проверяется методами МПД или ЦД и УЗК, а в сомнительных случаях - травлением 15-20%-ным водным раствором азотной кислоты или 15%-ным раствором персульфата аммония. В сомнительных случаях также рекомендуется контроль качества дна выборки на участке, на который предварительно наплавляется фальшвалик и затем удаляется механическим способом (шлифмашинкой) заподлицо с поверхностью выборки; контроль выполняется методами ВК (после травления) или МПД, или ЦД.

5.7. После удаления обнаруженных дефектов следует измерить оставшуюся толщину стенки элемента (обечайки, днища, штуцера) в месте выборки. Измерение выполняется ультразвуковым или другим методом, обеспечивающим возможность проведения измерений с точностью не ниже ±0,5 мм.

Если производится расточка отверстия уступами (см. рисунок 7), должны быть измерены диаметры отверстий в пределах каждого уступа и их протяженность (высота) по толщине стенки.

5.8. Перед наплавкой выборок прилегающие к ним зоны шириной не менее 100 мм следует обработать абразивным инструментом до металлического блеска и проверить методом МПД (или ЦД) и УЗК на отсутствие дефектов.

5.9. Если глубина выборки дефекта, обнаруженного на поверхности цилиндрической части барабана, днища или основного сварного шва, превышает 1/3 толщины стенки барабана, то решение о возможности и условиях дальнейшей работы барабана принимается владельцем оборудования на основании выводов и рекомендаций заключения экспертной организации в установленном порядке.

Примечание - Если дефект на поверхности барабана расположен между отверстиями, то вышеназванная процедура осуществляется при глубине выборки, превышающей 20 мм.