4.5 Нормы отбраковки технологических трубопроводов

Нормы отбраковки согласно РД 38.13.004-86 «Эксплуатация и ремонт технологических трубопроводов под давлением до 10 МПа»

Трубы, детали трубопроводов и сварные швы, эксплуатируемые при температуре до 430 °С (включительно), подлежат отбраковке, если в результате ревизии окажется, что под действием коррозии и эрозии толщина стенки их уменьшилась и достигла значения, определяемого по формулам:

при ;

при ,

где _отб - толщина стенки трубы или детали трубопровода, при которой они должны быть изъяты из эксплуатации, см;

n = 1,2 - коэффициент перегрузки рабочего давления в трубопроводе;

Р_раб - давление в трубопроводе, МПа;

D_н - диаметр трубы или детали трубопровода, см;

- нормативное сопротивление, равное наименьшему значению предела текучести при растяжении, сжатии и изгибе материала труб, принимаемое по государственным стандартам или техническим условиям на соответствующие виды труб, МПа;

- нормативное сопротивление, равное наименьшему значению временного сопротивления разрыва материала труб, принимаемое по государственным, отраслевым стандартам и техническим условиям на соответствующие виды труб, МПа.

Примечание. Для электросварных труб, сваренных односторонним швом, значения и следует умножить на 0,8.

- расчетное сопротивление материала труб и деталей технологических трубопроводов;

 - коэффициент несущей способности, который принимают равным: для труб - 1,0; для конических переходов - 1,0; для выпуклых заглушек (эллиптической формы) - 1,0; для отводов гладких и сварных  = 1,3 при R/D_н = 1;  = 1,15 при R/D_н = 1,5;  = 1,0 при R/D_н = 2 и более; для тройниковых соединений - по рисунку 77;

m₁ = 0,8 - коэффициент условий работы материала при разрыве труб;

m₂ - коэффициент условий работы трубопровода, принимаемый в зависимости от транспортируемой среды (таблица 20)

Таблица 20 - Коэффициент условий работы трубопровода, принимаемый в зависимости от транспортируемой среды

Среда	m2
Токсичные, горючие, взрывоопасные и сжиженные газы	0,60
Инертные газы (азот, воздух и т.п.) или, токсичные, взрывоопасные и горючие жидкости	0,75
Инертные жидкости	0,90

m₃ - коэффициент условий работы материала труб при повышенных температурах, принимаемый в зависимости от материала труб и рабочей температуры, °С (таблица 21):

Таблица 21 - Коэффициент условий работы материала труб при повышенных температурах, принимаемый в зависимости от материала труб и рабочей температуры, °С

Материал труб	m3
	От -70 до -40	От -39 до +100	+250	+430
Углеродистая сталь марок с порядковыми номерами 2, 3, 4 групп А и В (по ГОСТ 380-71)	-	1	0,85	0,75*
Углеродистая качественная конструкционная сталь марок 10, 15, 20 группы 1 по ГОСТ 1050-74	1	1	0,85	0,45
Низколегированные стали марок 09Г2С, 10Г2С1, 17ГС, 14ХГС, 10Г2СД, 15Г2С и 10Г2	1	1	0,85	0,45
Легированные стали марок 15Х5, 15Х5М, 15Х5М-У, 15Х5ВФ, 08Х13, 12MX, 12Х1МФ, 12Х18Н10Т, 12Х21Н5Т, 10Х17Н13М2Т, 08Х17Н15М3Т, 10Х14Г14Н4Т, 08Х22Н6Т, 08Х18Г8Н2Т, 08Х21Н6М2Т	1	1	0,90	0,70
* Значение коэффициента m3 соответствует рабочей температуре трубопровода 300 °С, выше которой углеродистые стали по ГОСТ 380-71 применять не рекомендуется.

Рисунок 77 - График определения коэффициента несущей способности основных труб тройниковых соединений:

1 - без усиливающих элементов и для ответвлений без усиливающих элементов и с усиленным штуцером; 2 - усиленных накладками и с усиленным штуцером и для ответвлений, усиленных накладками; - наружный диаметр ответвлений, см;  - коэффициент несущей способности

Примечание. Для промежуточных значений рабочей температуры коэффициент m₃ определяют интерполяцией двух ближайших значений.

k₁ - коэффициент однородности материала труб (таблица 22).

Таблица 22 - Коэффициент однородности материала труб

Материал труб	k1
Для бесшовных труб из углеродистой и нержавеющей сталей и для сварных труб из ненормализованной низколегированной стали	0,80
Для сварных труб из углеродистой и нержавеющей сталей и для сварных труб из нормализованной низколегированной стали	0,85

Трубы, детали технологических трубопроводов и сварные стыки, эксплуатируемые при температуре более +430 °С, подлежат отбраковке, если в результате ревизии окажется, что вследствие коррозии и эрозии толщина стенки их уменьшилась и достигла значения, определяемого по формуле:

,

где _отб - толщина стенки трубы или детали трубопровода, при достижении которой они должны быть изъяты из эксплуатации, см;

 - коэффициент несущей способности;

Р_раб - рабочее давление в трубопроводе, МПа (кгс/см²);

D_н - наружный диаметр трубы или детали трубопровода, см;

[] - номинальное допускаемое напряжение материала, которое выбирается в зависимости от рабочей температуры среды и марки стали, МПа.

Тройники и тройниковые соединения независимо от рабочей температуры допускается выбраковывать исходя из условия:

f_ш + f_н + f_св  s₀ (d - d_пр),

где f_ш - укрепляющее сечение штуцера, мм²;

f_н - укрепляющее сечение накладки, мм²;

f_св - укрепляющее сечение сварных швов (наплавленного металла), мм²;

s₀ (d - d_пр) - сечение, недостающее для прочности соединения, мм².

Величины, входящие в формулу, следует рассчитывать согласно РД 10-249-98 «Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды.

Трубы, детали технологических трубопроводов и сварные стыки подлежат отбраковке:

- если толщина стенки трубопровода, вычисленная по формулам приведенным выше, выйдет за пределы отбраковочного размера во время работы до ближайшей очередной ревизии;

- если при ударе молотком массой 1,0-1,5 кг на трубе остаются вмятины;

- если на трубе имеются пропуски через контрольное отверстие;

- если механические свойства материала труб изменились и требуется отбраковка их в соответствии с нормативными документами

- если при просвечивании сварных швов обнаружены дефекты, не подлежащие исправлению;

- если трубопровод не выдержал гидравлического или пневматического испытания.

Во всех случаях отбраковочный размер должен быть не менее указанного в таблице 23.

Таблица 23 – Отбраковочные размеры элементов трубопровода

Наружный диаметр, мм	 25	 57	 108 (114)	 219	 325	 377	 426
Наименьшая допустимая толщина стенки трубопровода, мм	1,0	1,5	2,0	2,5	3	3,5	4,0

Изношенные корпуса литых задвижек, вентилей, клапанов и литых деталей трубопроводов отбраковывают в следующих случаях:

- уплотнительные элементы арматуры износились настолько, что не обеспечивают ведения технологического процесса и отремонтировать или заменить их невозможно;

- толщина стенки корпуса достигла значения, определяемого по формуле:

_отб = 3,8D_y  Р_раб / 2 [],

где _отб - толщина стенки, при которой корпус задвижки, клапана, вентиля, фитинга должен быть изъят из эксплуатации, см;

D_y - условный проход, см;

Р_раб - рабочее, давление в корпусе, МПа;

[] - допускаемое номинальное напряжение материала корпуса арматуры, которое выбирают в зависимости от рабочей температуры, МПа;

Толщина стенки корпуса арматуры достигла значений, равных или меньших указанных в таблице 24.

Таблица 24 – Отбраковочная толщина стенки корпуса арматуры

Условный проход, мм	80	100	125	150	200
Предельная отбраковочная толщина стенки, мм	4,0	5,0	5,5	6,0	6,5

Фланцы отбраковывают:

- при неудовлетворительном состоянии привалочных поверхностей;

- при наличии трещин, раковин и других дефектов;

- при уменьшении толщины стенки воротника фланца до отбраковочных размеров трубы.

Крепежные детали отбраковывают:

- при появлении трещин, срыва или коррозионного износа резьбы;

- в случае изгиба, болтов и шпилек;

- при остаточных деформациях, приводящих к изменению профиля резьбы;

- в случае износа боковых граней головок болтов и гаек.

Резьбовые соединения трубопроводов отбраковывают при срыве или коррозионном износе резьбы, а также при прохождении непроходного калибра типа P-P по ГОСТ 6485-69, ГОСТ 2533-79, ГОСТ 18465-73, ГОСТ 18466-73.

Сильфонные компенсаторы отбраковывают в следующих случаях:

- толщина стенки сильфона достигла расчетной толщины, указанной в паспорте компенсатора;

- толщина стенки сильфона достигла 0,5 мм в случаях, когда расчетная толщина сильфона имеет более низкие значения;

- при наработке компенсаторами типа КО-2 и КС-2 500 циклов и остальными типами компенсаторов - 1000 циклов, если они эксплуатируется на пожаровзрывоопасных и токсичных средах, а допустимое число циклов для этих компенсаторов, определенное по методике ОСТ 26-02-2079-83 «Компенсаторы сильфонные. Общие технические требования», превышает указанные;

- при наработке компенсаторами допустимого числа циклов, определенного по методике, изложенной в ОСТ 26-02-2079-83.

Линзовые компенсаторы отбраковывают:

- если толщина линзы в любом ее сечении достигла значения, определяемого по формуле:

,

где _отб - отбраковочная толщина линзы, см;

- коэффициент;

 = D_в / d - коэффициент, учитывающий форму линзы;

D_в - внутренний диаметр трубопровода;

d - внутренний диаметр линзы;

Р_пр - пробное давление, определяемое по ГОСТ 356-80 «Арматура и детали трубопроводов. Давление условные», в зависимости от условного давления, на которое рассчитан компенсатор, МПа;

_t - минимальное значение предела текучести материала линзы, принимаемое по государственным стандартам на материал, МПа, либо по паспортным данным компенсатора;

- при наработке компенсатором заданного в паспорте гарантированного числа циклов.

Нормы отбраковки технологических трубопроводов согласно СА 03-003-07 «Расчеты на прочность и вибрацию технологических трубопроводов»

Оценка фактической нагруженности основных несущих элементов трубопровода осуществляется расчетным методом. Отбраковочные значения толщины стенки вычисляются согласно СА 03-003-07 «Расчеты на прочность и вибрацию технологических трубопроводов».

Во всех случаях отбраковочный размер должен быть не менее указанного в таблице 25

Таблица 25 – Отбраковочные размеры элементов трубопровода

Наружный диаметр, мм	 25	 57	 108 (114)	 219	 325	 377	 426
Наименьшая допустимая толщина стенки трубопровода, мм	1,0	1,5	2,0	2,5	3	3,5	4,0

Расчетная толщина стенки трубы, нагруженной внутренним избыточным давлением определяется по формуле:

где p- внутреннее избыточное давление, МПа;

D – наружный диаметр трубопровода ,мм;

_y – коэффициент прочности сварного соединения;

[] – допускаемое напряжение для материала трубопровода при расчетной температуре, МПа.

Допустимое внутреннее избыточное давление определяется по формуле:

где D – наружный диаметр трубопровода, мм;

_y – коэффициент прочности сварного соединения;

[] – допускаемое напряжение для материала трубопровода при расчетной температуре, МПа;

s – минимальная замеренная толщина стенки трубы, мм;

с – прибавка на коррозию, мм.

Расчетная толщина стенки гнутых и крутоизогнутых отводов (рисунок 78 ,а) определяется по формуле :

где k₁ – коэффициент, который берется по таблице 26.

Таблица 26

R/(D-sR)	 2.0	 1.0
k1	1.00	1.30

Примечания: для промежуточных значений R/(D-s_R), k₁ определяется интерполяцией.

Расчетная толщина секторных отводов (рисунок 78, б вычисляется по формуле:

Для нормализованных отводов, состоящих из полусекторов и секторов с углом скоса   22,5⁰ , величина k₂ рассчитывается по формуле:

Расчеты штампосварных отводов зависят от расположения сварных швов:

- при расположении сварных швов в плоскости кривизны отвода (рисунок 78, в) расчетная толщина стенки определяется по формуле:

- при расположении сварных швов по нейтральной линии (рисунок 78, г) толщина стенки определяется как наибольшее из двух значений по формуле:

Примечание: В формулах для штампосварных отводов s_R определяется по формуле для гнутых отводов при _y =1,0, а величина k₂ – по формуле для нормализованных отводов, состоящих из полусекторов и секторов с углом скоса   22,5⁰

а) гнутый отвод; б) секторный отвод; в, г) штампосварной отвод

Рисунок 78 – Виды отводов

Допустимое внутреннее давление в отводах определяется по формуле:

Расчетная толщина стенки концентрического или эксцентрического перехода, нагруженного внутренним избыточным давлением определяется по формуле:

Концентрический и эксцентрический переходы приведен на рисунке 79.

Рисунок 79 – Переходы: а) концентрический; б) эксцентрический

Формула для расчета толщины стенки концентрического перехода применима при соблюдении следующих условий:

- при   15⁰

• при 15⁰ <   45⁰

• 

Угол наклона образующей для концентрического перехода  рассчитывается по формуле:

где D – больший диаметр конического перехода, мм;

D_п – меньший диаметр конического перехода, мм;

l – длина конической части без отбортовки, мм.

Угол наклона образующей для эксцентрического перехода  рассчитывается по формуле:

Допустимое внутреннее давление в концентрическом переходе определяется по формуле:

Расчетную толщину стенки эксцентрических переходов допускается определять по формулам для концентрических переходов.