Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы диагностического обследования газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций. Учебное пособие
.pdf
лопатки колеса - на четырех лопатках, расположенных под
углом 90° по отношению друг к другу на выходе колеса в средней
части по ширине лопатки;
зубчатая втулка - торцевая (или наружная) поверхность
ступицы, в районе посадки на вал в 4 точках, расположенная под
углом 90° по отношению друг к другу.
Контролируемые места должны быть зачищены на площадках
размером 25x25 мм до шероховатости Кг < 2 мкм по ГОСТ 2789 (для
приборов типа «Эквотип») и до шероховатости Кг < 10 мкм – для
других приборов. Оценка результатов замеров твердости должна
производиться с учетом погрешностей измерений приборов на
вертикальных, наклонных и горизонтальных поверхностях. В случаях
заметного снижения или завышения результатов замеров твердости по
отношению к нормативным данным дополнительно производится
экспертное исследование микроструктуры. Если при этом в данном
месте обнаруживается значительное количество поверхностных
дефектов, то роторный элемент с дефектами бракуется или по
согласованию между заказчиком и исполнителем проводится
дополнительный объем исследований.
При необходимости (в случае существенного отклонения
значений твердости металла по результатам контроля свойств
обследуемых элементов роторов и, следовательно, нормативных
значений физико-механических характеристик от свойств по ТУ)
проводятся исследования химического состава и структуры металла.
Исследования осуществляются методами стилоскопирования,
спектрального или химического анализа, металлографии.
Информация по каждому исследуемому элементу ротора
заносится в акт обследования ЦБН.
Цветная дефектоскопия (магнитопорошковая
дефектоскопия). Контролю подвергаются дефектные участки
элементов ротора, установленные по результатам внешнего осмотра.
Цветную дефектоскопию проводят по ОСТ 108.004.101 или в
соответствии с действующими отраслевыми инструкциями по
выполнению цветной дефектоскопии. Контролируемые поверхности
должны быть механически зачищены до шероховатости не менее Rа
< 5.0 мкм (Кг < 20 мкм) по ГОСТ 2789.
41
Класс чувствительности и минимальный размер выявляемых
при ЦД дефектов роторных элементов, согласно ГОСТ 18442, должен
соответствовать следующим требованиям:
класс чувствительности дефектов - II - III;
минимальный размер (ширина дефектов) 1 - 100 мкм; для
сварных швов и околошовных зон класс чувствительности дефектов
III;
минимальный размер (ширина дефектов) 10 - 100 мкм;
Вместо ЦД на макроструктуру может быть использована
магнитопорошковая дефектоскопия. Чувствительность контроля МПД
должна соответствовать на деталях ротора ширине раскрытия
условного дефекта 10 мкм и минимальной протяженности 0,5 мм,
соответственно. Подготовка поверхности роторных элементов должна
соответствовать шероховатости Rа < 10 мкм.
Используемая аппаратура и порядок проведения МПД
определяются ГОСТ 21105 или действующей на предприятии
отраслевой инструкцией. Информация по каждому исследуемому
элементу ротора заносится в Акт обследования ЦБН.
Вихретоковый и ультразвуковой контроль. Вихретоковый
контроль (ВТ) рекомендуется использовать в тех случаях, когда не
удается подготовить контролируемую поверхность для выполнения
ЦД или МПД.
Ультразвуковую дефектоскопию рекомендуется использовать
для контроля внутренних недоступных мест роторных элементов
(внутренние недоступные области рабочего колеса, вал ротора в
области расположения шпонок и посадки зубчатой втулки и колес) и
для уточнения мест, вызывающих подозрение на наличие дефектов по
результатам визуального контроля, цветной дефектоскопии или
травления.
Ультразвуковой контроль проводят по ОСТ 108.958.03 либо по
действующей отраслевой инструкции по УЗК. Для проведения
ультразвуковой дефектоскопии допускается использовать
ультразвуковые дефектоскопы типов УД-24, УДГ-12, УДГ-15, УД212М, 1130-10 производства фирмы «Крауткремер» (ФРГ) и других
типов, аттестованные Госстандартом РФ и укомплектованные
соответствующим набором технологической оснастки для УЗК.
42
Контроль микроструктуры металла. Контроль
микроструктуры металла роторных элементов проводится с целью
определения характера, вида структуры и ее пороков, выявления
микродефектов и повреждений.
Контроль микроструктуры металла роторных элементов
проводится в следующих случаях:
при отклонении значений твердости от установленных
норм;
при прочих отклонениях механических свойств и
химического состава, при аварийных ситуациях нагнетателя или ГПА
либо при существенных отклонениях режимов работы нагнетателя от
нормальных условий по ТУ, которые могут привести к нарушению
работоспособности роторных элементов;
при существенном коррозионно-эрозионном износе
(значительных нарушениях поверхности) металла роторных
элементов;
по решению специалистов, выполняющих работу по
определению дополнительного ресурса роторов.
Места и объем контроля назначаются специалистами,
выполняющими работы по определению дополнительного ресурса, в
зависимости от фактического технического состояния обследуемых
роторов и результатов обследования по нормативному объему
контроля.
Микроструктуру исследуют по ОСТ 34-70-690 или отраслевой
методике. Исследование микроструктуры может производиться с
помощью переносного микроскопа на специально подготовленной
поверхности, а также снятием реплик на этих поверхностях и их
последующим изучением на стационарном микроскопе с
фотографированием микроструктуры. Для травления контрольной
поверхности применяют реактив следующего состава: 4 % раствор
азотной кислоты в спирте или 4 % раствор пикриновой кислоты в
спирте.
Контроль химического состава металла. Контроль
химического состава элементов роторов производится в следующих
случаях:
при возникновении принципиальных отклонений
механических свойств металла деталей по замерам твердости;
43
при отсутствии документов на ротор нагнетателя;
по решению специалистов, выполняющих работы по
продлению ресурса роторов.
Места и методы контроля химического состава металла
элементов ротора проводят:
непосредственно на деталях - стилоскопированием
(качественная оценка);
на стружке от деталей - химическим анализом;
на образцах, вырезанных из деталей ротора спектральным
методом.
Химический состав металла. Определяют переносным
стилоскопом (для подтверждения марки металла) химическим
анализом по ГОСТ 12344, 12345, 12345, 12347, 12348, 12350, 12351,
12354, 12355; спектральным методом по ГОСТ 18895.
Контроль механических свойств металла деталей роторов.
Определение характеристик прочности, пластичности и вязкости
металла деталей ротора производится по решению специалистов,
выполняющих работы по определению дополнительного ресурса
роторов, в зависимости от их технического состояния.
Исследования выполняются на забракованных элементах
роторов. Определение дополнительных свойств усталостных
характеристик металла элементов роторов проводится, при
необходимости, по аналогичной схеме по решению специалистов,
выполняющих работы по определению дополнительного ресурса
роторов. Механические испытания проводят согласно по ГОСТ 1497 и
ГОСТ 9454.
Критерии оценки технического состояния
работоспособности роторных элементов. Оценка результатов
внешнего осмотра, толщинометрии, дефектоскопии, контроля физикомеханических свойств металла роторных элементов выполняется по
различным критериям. Результаты контроля должны удовлетворять
критериям оценки технического состояния. В роторных элементах –
рабочем колесе, вале, зубчатой втулке – не допускаются дефекты типа
трещин. Роторные элементы, в которых обнаружены дефекты типа
трещин, подлежат замене. В случае обнаружения (с использованием
44
визуального контроля и других методов дефектоскопического
контроля) в роторных элементах поверхностных дефектов округлой
формы размером большим, чем допускается паспортной
документацией, решение о браковке данного роторного элемента или
об исправлении, пропуске данных дефектов принимаются по
согласованию с заводом изготовителем на основании
дополнительного объема расчетов статической и циклической
прочности роторных элементов, позволяющих сделать надежное
заключение о возможности дальнейшей эксплуатации роторных
элементов с данными дефектами.
Элементы ротора (колесо, вал, зубчатая втулка) должны
соответствовать требованиям настоящей Методики (удовлетворять
критериям оценки технического состояния и соответствующей
нормативно-технической документации на роторы нагнетателей).
Механические свойства металла деталей ротора должны
удовлетворять нормам ТУ заводов- изготовителей. При отклонении
механических свойств от нормативных значений, вопрос о продлении
ресурса роторных элементов нагнетателей решается по согласованию
с специалистами экспертной организации на основании
дополнительного объема исследований и расчетов.
Твердость металла элементов ротора должна удовлетворять
нормативным значениям. При значениях твердости металла роторных
элементов ниже или выше требуемых величин дополнительно
проводится экспертное исследование микроструктуры с оформлением
отчета по результатам исследования. Вопрос о дальнейшей
эксплуатации роторных элементов, имеющих пониженную или
повышенную твердость, решается специалистами, производящими
обследование по согласованию с разработчиками Методики
обследования.
Микроструктура металла должна быть однородной, плотной,
мелкозернистой - величина зерна не более 4 - 5 номера ГОСТ 5639.
Микроструктура не должна иметь пороков: скоплений фаз и цепочек
по границам зерен, развитой текстуры и др. Микротрещины не
допускаются. Оценка структуры должна производиться
специализированной организацией.
При наличии эрозионного износа допустимая величина
утонения элементов ротора - рабочего колеса допускается не более
допустимых величин. При величине эрозионного износа,
превышающего допустимые значения, колесо бракуется.
45
Определение дополнительного ресурса эксплуатации
роторных элементов нагнетателей природного газа. Результаты
обследования и контроля технического состояния деталей ротора
оформляются в виде заключения о техническом состоянии. При
положительных результатах обследования ресурс работы ротора
нагнетателя увеличивается на количество часов, определенное
экспертом. При фиксировании в роторных элементах дефектов типа
трещин или недопустимых дефектов роторные элементы с дефектами
бракуются и их заменяют на новые или на роторные элементы, в
которых отсутствуют недопустимые дефекты.
При принятии положительного решения назначается
ограниченный ресурс эксплуатации дефектного рабочего колеса от
500 до 5000 часов до его замены. При принятии решения о ремонте
обследованного ротора необходимо соблюдать регламент,
прописываемый экспертной организацией.
По истечении дополнительного срока эксплуатации, сверх
первоначального (нормативного) установленного срока, обследование
технического состояния с целью определения остаточного ресурса
роторных элементов повторяется согласно методике. На основании
заключения о техническом состоянии и продлении ресурса работы
роторов нагнетателей природного газа выдается заключение на
элемент ротора (рабочее колесо, вал, зубчатую втулку и др.),
подтверждающее продление ресурса работы элемента ротора с
указанием длительности продления. На основании выполненных работ
выпускается отчет по обследованию технического состояния ротора
нагнетателя, подробно описывающий проведенные работы и
содержащий выводы и рекомендации.
3.2.2. Оценка технического состояния и продление срока
безопасной эксплуатации корпусов нагнетателей
компрессорных станций
Решение о продлении срока безопасной эксплуатации корпусов
принимается эксплуатирующей организацией на основании сведений
о назначенном ресурсе указанном в паспорте или формуляре на ЦБН.
При отсутствии данной информации согласно требованию п.2 ст.7
116-ФЗ от 21.07.1997 г. «по истечении срока службы или превышении
количества циклов нагрузки такого технического устройства,
46
установленных его производителем» обязательно проведение
экспертизы промышленной безопасности.
Работы по ЭПБ проводятся специалистами организаций,
имеющими соответствующие полномочия, аттестацию в области
конкретного объекта экспертизы.
Экспертная организация разрабатывает и утверждает программу
обследования, в которой указываются требования к продлению
ресурса корпусов центробежных нагнетателей, требования к
организациям и исполнителям, выполняющим работы по
диагностическому обследованию и оформлению экспертнотехнических заключений о возможности дальнейшей эксплуатации.
В качестве примера представлена программа проведения работ
по экспертизе промышленной безопасности корпуса центробежного
нагнетателя природного газа типа H-650.
Требования к специалистам. К проведению экспертизы и
отдельных видов неразрушающего контроля привлекаются эксперты и
специалисты экспертной организации, аттестованные в установленном
Ростехнадзором порядке. Экспертизу выполняет эксперт, организацию
работы специалистов на месте обследования корпуса ЦБН
осуществляет руководитель диагностирования, назначенные
экспертной организацией официально в порядке, установленном
экспертной организацией. Все лица, участвующие в выполнении
контроля, должны знать и выполнять общие правила охраны труда,
промышленной и пожарной безопасности, установленные для
работников предприятия, где проводят контроль.
Требования к средствам контроля. Инструменты и
оборудование, применяемые для контроля, должны позволять
надежно выявить дефекты с требуемой точностью. Чувствительность
оборудования неразрушающего контроля должна обеспечивать
достоверное выявление дефектов. При необходимости выполнения
измерений во взрывоопасных зонах применяемое оборудование
должно быть выполнено во взрывозащищенном исполнении. Приборы
и средства, применяемые при диагностическом обследовании
технических устройств, должны быть поверены и иметь действующие
свидетельства о метрологической поверке.
47
Методика и порядок проведения экспертизы промышленной
безопасности. Работы по экспертизе промышленной безопасности
выполняются в три этапа.
Первый этап - начальный и подготовительный
1) Сбор и анализ технической документации. Эксплуатирующая
организация предоставляет диагностической организации всю
имеющуюся техническую документацию по корпусу центробежного
нагнетателя природного газа типа H-650.
Эксплуатационная документация должна содержать:
формуляр (паспорт) на корпус ЦБН типа H-650.
журнал сменного инженера.
данные по вибрационному обследованию (акты).
данные о проверке знаний персонала, обслуживающего
ГПА.
техническое описание и инструкцию по эксплуатации и
обслуживанию и ремонту нагнетателя центробежного типа Н-650.
паспорт (физико-химические показатели) качества
технологического газа.
Ремонтная документация должна содержать:
журнал ремонта ГПА;
план-график ремонта основного и вспомогательного
оборудования;
данные о реконструкции ГПА;
информацию о проведенных ремонтах корпуса ЦБН в
условиях КС.
На основании предоставленной документации определяются:
рабочие диапазоны степени повышения давления;
конечное давление на выходе из нагнетателя;
частоты вращения ротора;
температуры газа на входе в ЦБН и выходе из него;
давление на входе в нагнетатель;
производительность;
общая наработка ЦБН;
длительность эксплуатации на рабочих режимах;
количество циклов «нагрузка-разгрузка» корпусных
элементов вследствие пусков-остановов;
48
количество и причины аварийных отказов, их последствия,
способы и методы их устранения;
общее количество и виды ремонтов нагнетателя;
имевшие место перегрузки нагнетателя при эксплуатации,
их характер, величина и периодичность;
данные о предыдущих обследованиях.
По результатам анализа технической документации
специалистами экспертной организации может быть уточнена
программа технического диагностирования корпуса ЦБН.
2) Подготовка корпуса ЦБН к обследованию неразрушающими
методами. Руководитель специалистов, выполняющих обследование,
на основании полученных результатов анализа документации
составляет карту контроля с привязкой мест контроля к
конструктивным элементам диагностируемого корпуса нагнетателя.
Эксплуатирующее предприятие выполняет необходимые работы
по подготовке корпуса нагнетателя к обследованию:
отключает ЦБН от всех источников давления и подачи
рабочей среды;
освобождает ЦБН от рабочей среды, очищает внутреннюю
поверхность от загрязнений, продувает и пропаривает корпуса
нагнетателя;
осуществляет вентиляцию корпуса нагнетателя и анализ
воздушной среды на отсутствие вредных и взрывоопасных веществ,
превышающих предельно допустимые концентрации (ПДК);
обеспечивает освещение внутри корпуса нагнетателя и, при
необходимости (по запросу руководителя обследования),
электропитание для приборов контроля и оборудования от источника
тока напряжением не выше 12 В, а при взрывоопасных средах - во
взрывозащищенном исполнении;
вывешивает на месте проведения работ предупредительные
таблички установленного образца;
осуществляет механическую зачистку в зонах
неразрушающего контроля, и подготовку поверхности до требуемого
качества (согласно карты контроля).
Второй этап. Обследование корпуса нагнетателя
неразрушающими методами. Цель обследования корпуса нагнетателя –
49
получение информации о параметрах технического состоянии корпуса
ЦБН в текущий период эксплуатации, выявление повреждений и
несоответствий.
Обязательные (необходимые) работы, выполняемые при
обследовании корпуса нагнетателя:
визуально-измерительный контроль;
контроль проникающими веществами;
контроль твердости металла;
контроль толщины металла методом ультразвуковой
толщинометрии;
ультразвуковой контроль сварных соединений патрубков;
контроль микроструктуры металла.
1) Визуально-измерительный контроль (ВИК). ВИК проводится
в соответствии с требованиями РД 03-606-03. Внешний осмотр
проводится невооруженным глазом или с помощью лупы с 4-7кратным увеличением. Контролируемые поверхности должны быть
зачищены до шероховатости Rz ≤ 80 мкм по ГОСТ 2789-73.
Контролю подвергаются вся доступная наружная и
внутренняя поверхности корпуса ЦБН, крепежные элементы
фланцевых соединений, закладные кольца, а также зоны, указанные
на рис. 3.4. и 3.5. Допускается проводить подготовку мест контроля
обработкой внутренней части ЦБН и крышки паром с последующей
зачисткой шлифовальной машинкой, оснащенной металлической
щеткой или шлифовальной бумагой с зернистостью 32 10.
При проведении ВИК выявляют наличие трещин, выбоин и
других механических повреждений, глубину эрозионного износа
корпуса и патрубков нагнетателя, а также повреждения резьбовых
участков крепежных элементов. Трещины всех видов, размеров и
направлений не допускаются и подлежат устранению согласно
отраслевой инструкции. При обнаружении на необрабатываемых
поверхностях дефектов округлой формы до 5 мм, корпус нагнетателя
допускается к эксплуатации без исправления дефектов. В случае
обнаружения поверхностных дефектов размером более 5 мм делается
контрольная зачистка для определения глубины дефекта. Дефекты
размером до 8 мм, имеющие округлую форму (отношение длины
дефекта к его ширине менее 5:1) и глубину менее 3 мм, допускается
без исправления. Протяженные дефекты (отношение длины дефекта
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]