1.4. Особенности технических освидетельствований сосудов высокого давления

Техническое освидетельствование сосудов высокого давления проводят с целью своевременного выявления дефектов и изменения физико-химических свойств металла в процессе эксплуатации для предупреждения аварийных разрушений. Стальные кованые, кованосварные, штампосварные, многослойные и рулонированные сосуды работают под внутренним давлением от 10 до 100 МПа (от 100 до 1000 кгс/см) при температуре стенки от -40 до +420°С. С учетом особенностей их конструкции и условий работы согласно ОСТ 113-03-491-84 [54] установлены технические требования к освидетельствованию и ремонту, которые являются дополнительными к "Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением" [1].

Сроки технического освидетельствования сосудов высокого давления принимают в соответствии с правилами [1]. Для сосудов, работающих в производствах аммиака и метанола, сроки технического освидетельствования определяют в соответствии с решением Госгортехнадзора СССР (протокол заседания коллегии от 10.07.79 г., № 31), касающимся предприятий Минхимпрома СССР и Миннефтехимпрома СССР (за исключением сосудов агрегата аммиака в ПО "Ангарскнефтеоргсинтез", работающего на нефтяном сырье, и сосудов особых поставок).

При этом исходят из следующей периодичности технического освидетельствования. Внутренний осмотр и гидравлическое испытание для регистрируемых в местных органах госгортехнадзора сосудов с некоррозионной средой или средой, при которой скорость коррозии металла не превышает 0,5 мм в год включительно, следует проводить инспектором котлонадзора не реже одного раза в 8 лет. При скорости коррозии металла указанных сосудов более 0,5 мм/год внутренний осмотр сосуда инспектор котлонадзора проводит не реже одного раза в 4 года и гидравлическое испытание с предварительным внутренним осмотром - не реже одного раза в 8 лет.

Администрация предприятий должна проводить внутренний осмотр сосудов (регистрируемых и нерегистрируемых в органах госгортехнадзора) с некоррозионной средой или средой, при которой скорость коррозии не превышает 0,1 мм/год включительно, не реже одного раза в 8 лет. Если скорость коррозии металла 0,1-0,5 мм/год включительно, то администрация предприятия проводит внутренние осмотры не реже одного раза в 2 года. При скорости коррозии металла более 0,5 мм/год внутренние осмотры сосудов администрация предприятия проводит ежегодно.

В соответствии с этим решением и приказом по Минхимпрому СССР предприятия и объединения, эксплуатирующие сосуды в производствах аммиака мощностью 600 и 1360 т/сут и агрегаты для производства метанола, должны располагать таблицами с указанием скорости коррозии металла по каждой группе аппаратов. На основании этих данных в паспорт сосудов вносят величины скорости коррозии металла стенок в зависимости от конкретных условий работы сосуда и состава среды. Скорость коррозии стенки сосуда проверяют при каждом внутреннем осмотре или перегрузке катализатора.

Для усиления контроля за строгим соблюдением установленных рабочих параметров и состава рабочей среды выполнение ежедневного контроля за соблюдением сменным персоналом ведения процесса в соответствии с технологическим регламентом должно быть вменено в обязанность начальнику цеха или другому лицу их числа инженерно-технических работников, назначенному приказом по объединению (предприятию). Результаты контроля записывают в сменный журнал.

Если давление или температура стенки превысили разрешенные пределы, указанные в паспорте, эксплуатация сосуда должна быть приостановлена. Его работу можно возобновить только на основе положительных результатов специального обследования силами предприятия или с привлечением в необходимых случаях специализированной организации после устранения причин, вызвавших повышение давления или температуры стенки. Один раз в год инженерно-технические работники, ответственные за исправное состояние и безопасное действие сосудов, обязаны делать запись в паспортах обо всех зарегистрированных за истекший период случаях превышения давления и температуры, изменения коррозионных свойств среды по сравнению с указанными в паспорте сосуда. При этом необходимо указать время работы сосуда с превышением разрешенных паспортом параметров и меры, принятые для обеспечения нормального режима работы.

Если при внутреннем осмотре будет установлено увеличение скорости коррозии выше пределов, указанных в паспорте, то предприятие - владелец сосуда (с привлечением в необходимых случаях специализированных организаций) устанавливает причины ее увеличения, разрабатывает и осуществляет меры по снижению скорости коррозии. О выявленных отклонениях информируют местный орган госгортехнадзора.

Длительные остановки сосудов для смены катализатора, на планово-предупредительный ремонт и т. п. планируют с учетом сроков технического освидетельствования.

Дополнительный к правилам [1] контроль согласно ОСТ 113-03-491-84 [54] в зависимости от конструктивного исполнения сосуда включает выполнение следующих работ:

а) для сосудов с кованым корпусом:

ультразвуковой и магнитопорошковый или цветной контроль крышки;

химический анализ материала корпуса и крышки;

замер твердости материала корпуса и крышки;

б) для сосудов с кованосварными и штампосварными корпусами:

ультразвуковой контроль крышки и сварных швов корпуса;

магнитопорошковый или цветной контроль сварных швов корпуса и крышки;

химический анализ материала корпуса и крышки;

замер твердости материала корпуса и крышки;

в) для сосудов с многослойными и рулонированными корпусами:

магнитопорошковый или цветной контроль крышки и кольцевых сварных швов с наружной поверхности, продольных сварных швов наружного слоя, сварных швов центральной обечайки или футеровки;

ультразвуковой контроль крышки и кольцевых сварных швов приварки кованых деталей к многослойным, сварных швов соединений кованых и штампосварных из листа деталей, сварных швов центральной обечайки (при отсутствии футеровки). Если после восьми лет эксплуатации сосуда при ультразвуковом контроле крышки не будет выявлено недопустимых дефектов, а также не обнаружена водородная коррозия, то при последующих освидетельствованиях ультразвуковой контроль этой крышки не производят. При обнаружении водородной или карбонильной коррозии производят металлографическое исследование внутренней поверхности корпуса и крышки (макро- и микроструктуры металла);

химический анализ и замер твердости материала центральной обечайки, крышки и днища.

Объем контроля сварных швов сосудов принимают не менее 25% их общей длины. При обнаружении дефектов контролю подвергают все сварные соединения по всей длине.

Ответственным за своевременное проведение освидетельствования сосуда является лицо, отвечающее за исправное состояние и безопасное действие сосуда.

У сосудов с обжатой горловиной, имеющих ограниченный доступ к внутренней поверхности, визуальный осмотр, магнитопорошковый или цветной контроль сварных швов производят в доступных местах.

В теплообменниках с неудаляющейся трубной системой производят визуальный осмотр и магнитопорошковый или цветной контроль сварных швов камер, а также контроль на плотность заделки труб в трубных решетках течеискателями.

В технологических линиях производства карбамида сосуды подвергают дополнительному освидетельствованию в сроки, установленные специальной "Инструкцией по обследованию оборудования, трубопроводов и арматуры цехов карбамида. ИО 003-Л8-82" [83] и "Инструкцией по обследованию колонн синтеза карбамида поставки ЧССР и фирмы "Веркспоор" при потере герметичности футеровки в процессе эксплуатации. ИО 004-Л8-71" [74], согласованных с головной организацией по сосудам высокого давления.

Места повреждений стенки корпуса сосуда, а также ремонтные заварки дополнительно контролируют ультразвуковой и магнитопорошковой или цветной дефектоскопией.

Визуальный осмотр проводят с целью выявления видимых дефектов (механических повреждений, трещин, коррозии и др.), образовавшихся или развившихся в процессе эксплуатации. Тщательно осматривают сварные швы. При наличии в сосуде футеровки осматривают ее внутренние поверхности. При обнаружении видимых дефектов на уплотнительных поверхностях корпуса, крышки и уплотнительного кольца производят магнитопорошковый или цветной контроль. Выявленные при осмотре дефекты фиксируют на развертке сосуда.

Химический анализ металла проводят с целью выявления изменения содержания углерода, которое возможно вследствие обезуглероживания в результате водородной коррозии. Отбор проб для химического анализа производят шабером с внутренней поверхности корпуса, предварительно очищенного от загрязнений и коррозионного налета. В сосудах, имеющих сварные соединения, пробы для химического анализа отбирают от основного и наплавленного металла.

Замеры твердости производят на внутренней поверхности основного металла и сварных швов корпуса или центральной обечайки. Замеры твердости и отборы проб для химического анализа производят в зонах с максимальной температурой.

Химический анализ и замер твердости не производят у сосудов, если:

внутренняя их поверхность футерована и футеровка не имеет сквозных дефектов; их корпус (центральная обечайка) и крышка изготовлены из материалов, стойких против водородной коррозии;

сосуд работает при температуре стенки корпуса не более 200°С.

Если при освидетельствовании сосудов, работающих в водородсодержащих средах при температуре выше 200°С, выявлены сквозные дефекты футеровки, дефектный участок футеровки вырезают, определяют содержание углерода и замеряют твердость материала корпуса под дефектным участком. При отклонении этих показателей от паспортных производят исследование микроструктуры металла.

Дефектоскопический контроль выполняют с целью выявления поверхностных и внутренних дефектов, образовавшихся или развившихся в процессе эксплуатации.

Гидравлическое испытание производят для проверки прочности и плотности сосуда. Пробное давление принимают в соответствии с "Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением". Под пробным давлением сосуд выдерживают в течение времени не менее, мин:

#G0При толщине стенки сосуда, мм:	< 50	10
То же	50-100	20
" "	> 100	30
Литые и многослойные сосуды независимо от толщины стенки		60

После снижения давления до рабочего производят тщательный осмотр сосуда, в том числе и всех сварных соединений. Результаты освидетельствования оформляют протоколами дефектоскопии (с приложением карт выявленных дефектов), протоколами химического анализа, замера твердости и металлографии. Перечисленные документы прикладывают к паспорту сосуда, а результаты внутреннего (визуального) осмотра и гидравлического испытания записывают в паспорт сосуда.

Если при освидетельствовании сосуда выявлены недопустимые дефекты, вопрос об их устранении и допуске сосуда в эксплуатацию решается предприятием с привлечением головной организации по сосудам высокого давления.

Вновь устанавливаемые сосуды перед монтажом освидетельствуют в соответствии с "Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением" [1] и ОСТ 113-03-491-84 [54] применительно к конструкции сосуда (см. выше).

После реконструкции или ремонта с применением сварки (приварка деталей, заварка повреждений и др.) сосуды подвергают внеочередному освидетельствованию. Сварные швы и подварки, выполненные при реконструкции или ремонте, защищают и тщательно осматривают, обращая особое внимание на границу сплавления основного и наплавленного металла. Затем проводят ультразвуковой и магнитопорошковый или цветной контроль сварных швов и подварок и замеряют твердость наплавленного металла и зоны термического влияния. При положительных результатах контроля проводят гидравлическое испытание сосуда, после которого выполняют повторный ультразвуковой и магнитопорошковый или цветной контроль участков сварки. Если проведение гидравлического испытания сосуда невозможно без восстановления герметичности футеровки, контроль заварки повреждения на внутренней поверхности после гидравлического испытания проводят только ультразвуковой дефектоскопией. При выявлении новых или развитии допущенных до гидравлического испытания дефектов сосуд не допускается к эксплуатации.

В случае воздействия температуры, превышающей допустимую (местные перегревы, пожары), сосуд выводят из эксплуатации и подвергают досрочному освидетельствованию, которое предусматривает выполнение следующего контроля.

Измерение внутреннего диаметра и прямолинейности корпуса сосуда производят не менее чем в двух взаимно перпендикулярных направлениях в поперечных сечениях, расположенных по всей длине корпуса с интервалами 500 мм. Отклонения формы (овальность, непрямолинейность) и геометрических размеров не должны превышать норм, приведенных в табл. 1.3. При наличии отклонений размеров, превышающих допустимые значения, вопрос о возможности дальнейшей эксплуатации сосуда решается с привлечением специализированной научно-исследовательской организации по сосудам высокого давления.

Замер твердости материала корпуса, крышки, уплотнительного кольца и основного крепежа сосуда производят в местах, явно подвергшихся аварийному воздействию высокой температуры, о наличии которых судят по цветам побежалости, обгоревшим антикоррозионным покрытием, короблению. Если изменение твердости выше норм, приведенных на с. 40, замер твердости проводят в местах, указанных на рис. 1.1, а также на внутренней поверхности корпуса против участков наружной поверхности с твердостью, изменившейся более нормы. При наличии футеровки вырезают в ней окна и производят контроль твердости уплотнительного кольца по наружной цилиндрической поверхности в четырех местах через 90°. Твердость шпилек замеряют по наружным торцам.

Рис. 1.1. Места замера твердости на корпусах и крышках сосудов,

подвергшихся аварийным температурным воздействиям: 1 - корпус; 2 - крышка

Таблица 1.3