Предупреждение АВАРИЙ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

НАБЛЮДЕНИЕ И КОНТРОЛЬ ЗА СОСТОЯНИЕМ ЭЛЕМЕНТОВ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА И ТРУБОПРОВОДАМИ В ПРОЦЕССЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

В процессе эксплуатации осуществляется контроль за: трубопроводами в пределах котла с наружным диаметром 100 мм и более; станционными паропроводами с наружным диаметром 108 мм и более; питательными трубопроводами с наружным диаметром 76 мм и более; коллекторами; все­ми корпусами арматуры и другими литыми деталями с Dy 100 мм и более; крепежными деталями, работающими при температуре пара 450 °С и выше.

Методы, объемы, сроки и организация контроля за со­стоянием металла труб поверхностей нагрева и трубопрово­дов определяются инструкцией И 34-70-013-84 [42].

Ответственность за выполнение наблюдения и контроля за металлом возлагается "на главных инженеров электро­станций и начальников цехов, в ведении которых находится соответствующее оборудование. Мероприятия по контролю за металлом, требуемые инструкцией, включаются в график текущих и капитальных ремонтов оборудования и утверж­даются главным инженером электростанции.

Контроль за состоянием элементов поверхностей нагре­ва и их сварных соединений паровых котлов, выведенных в ремонт, производится по результатам гидравлического испытания, внутреннего и наружного осмотра, а также ме­таллографических исследований.

Гидравлическое испытание выведенного в ремонт котла следует производить до начала ремонтных работ с целью предварительного осмотра и определения неплотностей в сварных швах, фланцевых соединениях, в коллекторах, арматуре, а также выявления возможных свищей, трещин в трубах поверхностей нагрева и т. п.

Все выявленные при гидравлическом испытании дефек­ты и повреждения, подлежащие устранению, заносятся в ре­монтные формуляры поверхностей нагрева установленной формы.

Проверку и наружный осмотр состояния элементов по­верхностей нагрева производят перед выводом котла в ре­монт работники электростанции и ремонтной организации с целью установления технического состояния котла и уточ­нения объема работ всех доступных узлов. Наружный осмотр топки, поверхностей нагрева и газоходов производят до тщательной очистки котла от шлака, золы и сажи, т. е. после его расхолаживания, и после его очистки. Внутрен­ний осмотр элементов поверхностей нагрева, в том числб барабанов и коллекторов, также производят дважды — до и после очистки от накипи и других отложений.

При наружном осмотре до очистки котла от шлака и зо­лы определяют характер и степень шлакования топки, мес­та наиболее интенсивного заноса летучей золой газового тракта, а по солевым отложениям (грибкам) на трубах

П коллекторах — места расположения вероятных дефектов в сворных и вальцованных соединениях, а также наличие трещин и свищей.

Осмотр наружной поверхности трубных элементов осо­бенно тщательно производят в зонах наиболее вероятного появления дефектов — в местах прохода труб через обму­ровку, обшивку, каркас, у мест сопряжения с гарнитурой в гибах и возможного максимального золового, пылевого н дробевого износа, в районе высокого теплового напряже­ния (на уровне горелок) и т. п.

В перегревателях наиболее вероятное появление дефек­тов — у входных, лобовых и выходных витков и у газовых коридоров.

Коллекторы перегревателей осматривают после снятия тепловой изоляции через каждые 50 тыс. ч, а коллекторы, имеющие впрыскивающие лароохладительные устройства,— в каждый капитальный ремонт.

При наружном осмотре элементов поверхностей нагре­ва пароводяного тракта после очистки котла от шлака, са - жп и золы при каждом ремонте проверяют: отсутствие не­допустимой деформации, коробления, вмятин, отдулин и коррозионных повреждений труб; состояние опор, подве­сок, креплений, дистанционных гребенок; наличие и состоя­ние защитных устройств от золового и пылевого износа труб; плотность газовых перегородок.

Перед внутренним осмотром следует слить воду из кот­ла, отключить его от всех действующих трубопроводов и от­крыть лазы и лючки.

До очистки внутренних поверхностей определяют коли­чество и характер отложений вместе с работниками хими­ческого цеха (химлаборатории).

После очистки в доступных местах тщательно осматри­вают состояние внутренних поверхностей нагрева, а также состояние сварных швов и вальцованных соединений.

При осмотре труб, камер и их креплений работники электростанции отмечают места для контроля толщины сте­нок, измерения остаточной деформации, вырезки контроль - пых образцов на проверку коррозии внутренней поверхно­сти труб и структуры металла, контроля коррозии наруж­ной поверхности труб.

Диаметр труб поверхностей нагрева при контроле пол­зучести измеряют в зонах максимальных температур ^в'од­них и тех же местах, которые указаны в формуляре. За зме­евиками выходных ступеней первичного и промежуточного перегрева 450 °С и выше устанавливают контроль также в зонах с максимальной температурой стенки.

Для предотвращения аварий паропроводов, работающих при температуре, вызывающей ползучесть металла, владе­лец трубопровода устанавливает систематическое наблюде­ние за ростом остаточных деформаций. Это требование от­носится к паропроводам из молибденовой стали, ра­ботающим при температуре пара 450 °С и выше, из хромомолибденовых сталей — при температуре пара 500 °С и выше и из высоколегированных теплоустойчивых ста­лей — при температуре пара 540 °С и выше.

Во время эксплуатации ведут контроль за соответстви­ем фактического состояния систем крепления паропроводов горячих ниток промежуточного перегрева требованиям про­екта и устраняют возможность защемления. Наблюдение, контрольные замеры и вырезки рекомендуется производить в соответствии с инструкцией по контролю за металлом котлов, турбин и трубопроводов. Остаточная дефррмация контролируется по реперам.

Приварка реперов на трубы, а также нанесение на ис­полнительную схему мест их расположения и нумерации производится во время монтажа под наблюдением предста­вителя лаборатории металлов электростанции.

Нумерация реперов остается постоянной в течение всего периода эксплуатации паропровода. Места установки репе­ров на паропроводе отмечают указателями, выступающими над поверхностью тепловой изоляции.

При температуре транспортируемого пара выше 500 °С на прямых трубах из хромомолибденованадиевых сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф наружные диаметры измеряют до на-, чала эксплуатации, затем после 100 тыс. ч и далее через каждые 25 тыс. ч. Для аналогичных труб с гибами измере­ния производят до эксплуатации, после 25, 50 и 100 тыс. ч работы и далее через каждые 25 тыс. ч.

Остаточная деформация труб паропроводов и коллекто­ров измеряется при отсутствии давления в системе и темпе­ратуре стенки трубы не выше 50 °С по реперам микромет­ром с точностью до 0,05 мм. Результаты измерений остаточ­ной деформации необходимо записать в формуляр, приве­денный ниже.

При увеличении наружного диаметра трубы более чем на 0,5 % номинального значения рассчитывают остаточную

Деформацию, %, по формуле

ДЕ = Z)i~Dhc^- 100 %, DTP

Где — диаметр трубы, измеренный по реперам при і-м измерении, мм; ЬИсх — исходный диаметр трубы в исход­ном состоянии, мм; Z)Tp — наружный диаметр трубы, изме­ренный вблизи реперов и исходном состоянии, мм.

Наибольшее значение остаточной деформации трубы, по­лученное по формуле, принимается за расчетное для опре­деления скорости ползучести.

Формуляр измерений остаточной деформации труб паропроводов и коллекторов (схема элемента чертежа № )

Трубы пригодны для дальнейшей эксплуатации, если их остаточная деформация находится в пределах: 0,8 % диа­метра для прямых участков гнутых труб вне зависимости от марки стали; 1,0 % диаметра для прямых труб из сталей Других марок, кроме 12Х1МФ; 1,5 % диаметра для прямых тРуб из стали 12Х1МФ.

Если остаточная деформация трубы превысила указан­ные значения, то труба подлежит замене.

Остаточная деформация паропроводных труб и коллек­торов не должна превышать 0,5 % за 50 тыс. ч эксплуа­тации.

В случае отсутствия измерений исходных данных ^диа­метров оценка-пригодности труб к дальнейшей эксплуата­ции проводится но скорости ползучести.

На участках труб, имеющих гибы, и прямых участках труб паропроводов, работающих при температуре 450 °С и выше, через каждые 100'тыс. ч наработки или по дости­жении остаточной деформации, превышающей половину до­пустимой, производят вырезку для оценки состояния метал­ла. Вырезку участка трубы рекомендуется производить ме­ханическим способом. При использовании для этой цели электросварки или газовой резки следует оставлять припуск кг менее 20' мм от места среза.

На металле вырезанного образца труб определяют: хи­мический состав, микроструктуру и неметаллические вклю­чения, твердость металла по, поперечному сечению, механи­ческие свойства при комнатной и рабочей температурах.(включая временное сопротивление, предел текучести, от­носительное удлинение, относительное сужение и ударную еязкость) . Механические свойства металла, исследуемые при комнатной и рабочей температурах, определяют не ме­нее чем у двух образцов при испытании на растяжение и у трех — на ударную вязкость.

Механические свойства металла паропроводов при сро­ке службы до 100 тыс. ч должны соответствовать требова­ниям технических условий на поставку.

Все полученные данные измерений и результаты испы­таний закосят в паспорт контрольного участка и хранят в книге трубопроводов, зарегистрированной в органах Рос - гортехнадзора СССР.

При неудовлетворительных'результатах испытаний необ­ходимо произвести повторные исследования металла из той же трубы на удвоенном количестве образцов. Положитель­ные результаты считаются окончательными, при отрица­тельных труба заменяется.

С целью оценки возможности эксплуатации других труб паропровода следует провести механические исследования кратковременных свойств и длительной прочности па метал­ле труб с максимальной остаточной деформацией.

Испытания на длительную прочность проводит ВТИ в течение 8 тыс. ч, из них 1 тыс. ч затрачивается на изго­товление образцов на электростанции и, на доставку в. ВТИ, а 7 тыс. ч отводится на проведение испытаний.

Администрация электростанции высылает во ВТИ вмес­те с образцами схему расположения вырезок & паропрово-
де, сводку обо всех ранее проводившихся исследованиях и испытаниях металла, а также информацию об остаточной деформации труб, фактических температурных условиях ра­боты и повреждениях их.

ВТИ по результатам испытаний металла составляет за­ключение о возможности или невозможности дальнейшей эксплуатации паропровода, которое направляет на элек­тростанцию.

Наблюдение за состоянием труб поверхностей нагрева осуществляется внешним осмотром, измерением наружных диаметров, а также исследованием причин их повреждений.

В период эксплуатации имеют место разрушения труб из-за длительного или кратковременного их перегрева, на­личия дефектов металлургического производства, наруше­ния технологии изготовления, тепловой усталости, коррозии и эрозии. При перегреве труб из-за ползучести или пласти­ческого течения наружный диаметр их увеличивается, а в случае коррозионного и эрозионного износа уменьшается.

Первое измерение диаметра экранных труб и перегрева­телей необходимо производить сразу же после их монтажа, а последующие — при каждом останове котла на капиталь­ный ремонт, но не позднее чем через 15 тыс. ч эксплуата­ции, Места, предназначенные для измерений, зачищают стальными щетками и измеряют по двум взаимно перпен­дикулярным диаметрам.

Остаточную деформацию труб перегревателей контро­лируют штангенциркулем или шаблоном.

Наружный диаметр труб измеряют штангенциркулем с точностью шкалы до 0,05 мм или шаблоном с проходным размером, имеющим допуск ±0,05 мм. Для труб из углеро­дистой стали допускается превышение остаточной деформа­ции на 3,5 %, а для труб из легированных сталей — на 3,0 % их номинального диаметра. Большее превышение наруж­ного диаметра трубы является сигналом о наступлении опасного состояния, поэтому труба подлежит замене.

Результаты измерений и осмотра заносят в формуляр.

На перегревателях с температурой 540 °С и выше выде­ляют контрольные участки для периодического наблюдения за изменением структуры и свойств металла, а также для исследования коррозионного утонения стенки трубы. Вы­резку труб и исследования производят через каждые 25 тыс. ч эксплуатации. Контрольные участки фиксируют клеймением и располагают в двух-трех местах по ширине газохода.

Трубы поверхностей, нагрева и их сварные соединения необходимо осматривать в каждый ремонт, а'также при гидравлическом испытании. -

' Для литых корпусов арматуры, тройников, крестовин через каждые 25 тыс. ч эксплуатации проверяют магнито- порошковой дефектоскопией 25% радиусных переходов; При наличии ремонтных заварок производят 100 %-ный контроль радиусных переходов.

; - Для всех гибов трубопроводов в пределах котла до. wa - чада эксплуатации определяют в исходном состоянии тол­щину стенки ультразвуковым методом и измеряют оваль­ность. 5 ^ ' ■ -

На гибах паропроводов' в пределах котла, работающих при температуре 450 °С и выше и давлении 9,0 МПа и вы­ше, проводят ультразвуковой контроль и магиитопорошко - вую дефектоскопию через каждые 50 тыс. ч. Контроль про­водят для всей гнутой части, включая растянутую и две нейтральные зоны на 50 % гибов, а другие 50 % гибов под­вергают контролю в следующий раз.

Размеры должны находиться в пределах допусков стан­дартов и технических условий на поставку.

Положение [3] устанавливает порядок контроля и за­мены гибов необогреваемых труб с температурой среды (вода, пар, пароводяная смесь) до 450 °С, а также находя­щихся в эксплуатации барабанных и прямоточных котлов с рабочим давлением 10 и 14 МПа независимо от года изго­товления котла.

Внеочередной контроль производится при отказе паро­вого котла из-за повреждения гиба или при обнаружении нетипичных дефектов в гибе при плановых ремонтах котла (металлургические дефекты, поперечные трещины и др.) либо; недопустимых дефектов при первичном выборочном контроле.

В случаях отказа котла решение об объеме контроля и условиях дальнейшей эксплуатации гибов принимается экспертно-технической комиссией, специально назначенной для этой цели, а в других случаях — энергосистемой по со­гласованию с УралВТИ или ПО «Союзтехэнерго».

Для проведения экспертизы по оценке возможности экс­плуатации котлов и трубопроводов при достижении ими на­работки времени издается приказ районного энергетического управления или производственного энергетического объ­единения о создании экспертно-технической комиссии, пред­седателем которой назначается главный инженер РЭУ
(ПЭО), Комиссия анализирует документацию по контролю за состоянием металла за весь период эксплуатации. обору­дования. | ■ • На основании проведенного1 анализа комиссия состаівля- ет «Решение экспертно-технической комиссии», к которому прикладываются следующие документы: общие сведения по котлу и (или) паропроводу; схемы паропроводов; резуль­таты измерений остаточной деформации прямых труб и ги­бов, исследований вырезок; результаты контроля гибов и литых деталей; формуляр энергооборудования, отрабо­тавшего до нормативной наработки времени; дополнитель­ные материалы по требованию комиссии.

При соответствии свойств металла требованиям норма­тивно-технической документации комиссия определяет до­полнительный срок эксплуатации, но не более 50 тыс. ч.

Решение-комиссии о дополнительном сроке ^эксплуата­ции оборудования, вступает в силу после согласования с предприятиями ПО «Союзтехэнерго».