Руководящий документ РД 34.40.601-97 Методические указания по обследованию баков-аккумуляторов горячей воды.
РД 34.40.601-97
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ОБСЛЕДОВАНИЮ БАКОВ-АККУМУЛЯТОРОВ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ
Дата введения 1998-11-01
РАЗРАБОТАНО Открытым акционерным обществом "Фирма по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей ОРГРЭС"
ИСПОЛНИТЕЛЬ Н.Я.Ткач
УТВЕРЖДЕНО Департаментом науки и техники РАО "ЕЭС России" 17.01.97 г.
Начальник А.П.Берсенев
Настоящие Методические указания устанавливают порядок и объемы контроля технического состояния находящихся в эксплуатации металлических баков-аккумуляторов горячей воды, дают возможность производить оценку их состояния по единой методике.
Методические указания составлены с учетом требований [4], действующих строительных норм и правил, стандартов, а также других нормативно-технических документов.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Металлические баки-аккумуляторы горячей воды относятся к сооружениям, подверженным интенсивному износу под влиянием коррозионных и других процессов, связанных с режимами их работы. При эксплуатации баков-аккумуляторов на энергопредприятиях имели место аварии с разрушением конструкций.
1.2. Анализ материалов выхода из строя баков-аккумуляторов показал, что к причинам, способствующим их разрушению, следует отнести недостатки обследования, не позволяющие своевременно определять степень эксплуатационной надежности упомянутых сооружений. Эти недостатки, а также неполный объем обследования имеют место наряду с другими причинами из-за отсутствия единой методики проведения данных работ.
1.3. Применяемые методы контроля, изложенные в настоящих Методических указаниях, позволяют определить все поверхностные и внутренние дефекты основного металла и сварных соединений, фактическую толщину стен, днища, кровли, характер коррозионного износа, качество и состояние антикоррозионного покрытия внутренней поверхности, степень отклонения стенки бака и основания от проектного положения.
В работе приведены основные требования по технике безопасности при обследовании баков-аккумуляторов.
2. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ
2.1. Баки-аккумуляторы, предназначенные для хранения горячей воды с температурой до плюс 95 °С, имеют цилиндрическую форму и устанавливаются вертикально.
А - кровля; Б - стенка; В - днище
2.4. Стенка и днище бака изготавливаются в виде полотнищ, которые транспортируются к месту монтажа свернутыми в рулоны.
2.5. Покрытие бака конической формы имеет уклон 1:10 и собирается из плоских щитов, опирающихся на стенку бака и центральное кольцо. Между собой щиты соединяются путем сварки внахлест.
2.6. Щиты покрытия изготовляются из крупногабаритных листов с образованием несущих радиальных элементов путем гибки листов по продольной кромке.
2.8. Конструкции бака изготовляются на заводе. При изготовлении полотнищ стенки все соединения выполняются двусторонней автоматической сваркой под слоем флюса.
2.9. Для периодического осмотра стенки внутри бака проектом предусмотрена передвижная стремянка.
2.10. Согласно требованиям СНиП III-18-75 [1] стыковые сварные соединения окраек днища баков-аккумуляторов выполняются на подкладке не менее чем в два слоя. Контроль герметичности всех швов днища при монтаже баков производится вакуумом. Контроль просвечиванием проникающими излучениями производится:
б) в баках, сооружаемых полистовым методом, всех вертикальных стыковых соединений I и II поясов и 50% соединений II, III и IV поясов преимущественно в местах пересечений этих соединений с горизонтальными;
в) всех стыковых соединений окраек днищ в местах примыкания к ним стенки бака.
2.11. Для сооружения баков-аккумуляторов до 1989 г. использовались:
Технические характеристики резервуаров горячей воды, построенных по проектам выпуска до 1989 г. и находящихся в эксплуатации на многих энергопредприятиях, приведены в приложении 1.
Технические характеристики этих баков приведены в приложении 2.
2.13. Для предотвращения лавинообразного разрушения, ранее имевшего место на ряде баков, последние оснащены наружными конструкциями защиты, состоящими из горизонтальных поясов кругового очертания,- бандажей и вертикальных стоек. Расстояние между бандажами принято переменным в зависимости от значений растягивающих усилий и расположения люков и вводов трубопроводов. Проекты наружных конструкций защиты выполнены институтом "Ленпроектстальконструкция".
2.14. Горизонтальные пояса-бандажи рассчитаны на восприятие растягивающих усилий при аварийном разрыве стенки бака, наполненного водой, и состоят из полосовой стали. Вертикальные стойки служат для восприятия нагрузки от массы бандажей и фиксации их положения и состоят из стали швеллерного либо таврового сечения.
2.15. Технические характеристики конструкции защиты баков-аккумуляторов бандажами приведены в приложении 3.
2.16. Монтаж конструкции защиты выполняется на баке, не заполненном водой. Для исключения передачи эксплуатационных нагрузок на бандажи, рассчитанные на восприятие аварийных нагрузок при возможном разрыве стенки бака, предусмотрены зазоры 10-15 мм между бандажами и стенкой бака. Зазоры предназначены для компенсации расширения бака от повышения температуры и давления воды. В зазоры устанавливаются деревянные прокладки для снижения концентрации напряжения в местах опирания бака на горизонтальные пояса-бандажи и предназначены для равномерной передачи давления на бандажи из-за возможных несовершенств цилиндрической оболочки.
2.17. При устройстве защиты на баке-аккумуляторе, заполненном водой, бандажи примыкают к стенке бака без зазора, допустимые местные зазоры - не более 5 мм.
2.18. Монтаж конструкции бандажей выполняют снизу вверх, при этом их устанавливают строго горизонтально, без перекосов.
Месторасположение люков, лазов, вводов и выводов трубопроводов, привязка которых дана в типовых проектах баков, иногда вызывает изменение размеров стоек и бандажей типового проекта усиления.
2.19. В качестве антикоррозионной защиты баков-аккумуляторов применяются герметики, катодная защита, металлизационное алюминиевое покрытие, эпоксидные составы, различные краски и эмали.
2.20. Типовыми проектами предусмотрена защита от коррозии внутренней поверхности бака герметизирующей жидкостью АГ-4 и АГ-4И, которая при спуске и подъеме воды образует по внутренней поверхности самовосстанавливающуюся противокоррозионную смазку.
Защита воды от аэрации обеспечивается образованием на поверхности воды слоя герметизирующей жидкости толщиной 2-4 см.
Гарантийный срок эксплуатации герметизирующей жидкости АГ-4 и АГ-4И при температуре воды 70-80 °С составляет 5 лет, при температуре воды 95 °С - 3 года (по данным ВНИПИэнергопрома).
Согласно ТУ 2513-001-0015-3241-97 герметизирующие жидкости АГ-4 и АГ-4И представляют собой горючие вязкоподвижные жидкости с температурой вспышки не ниже 150 °С. Температура самовоспламенения не ниже 250 °С. Область воспламенения паров вещества при контакте с воздухом: нижний температурный предел воспламенения 154 °С, верхний предел самовоспламенения 204 °С.
2.21. Обязательным условием применения герметизирующей жидкости является наличие:
системы автоматического контроля максимального и минимального уровней воды в баке-аккумуляторе;
специальных механических устройств, предупреждающих спуск герметизирующей жидкости в теплосеть и перелив ее.
2.22. Для предотвращения растекания воды при протечках по территории при расположении вне энергоисточника баков-аккумуляторов выполняется их ограждение по всему периметру бакового хозяйства.
Вокруг каждого бака имеется отмостка, а огражденная территория должна иметь организованный отвод воды, которая может вытекать из поврежденного бака.
Ограждение территории расположения баков рассчитано также на исключение доступа к бакам посторонних лиц, но не рассчитано на предотвращение растекания воды по территории энергопредприятия при лавинообразном разрушении баков-аккумуляторов.
3. ПОРЯДОК ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ И КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ КОНСТРУКЦИЙ
3.1. Организация проведения работ по обследованию конструкции баков-аккумуляторов возлагается на предприятие, в ведении которого находятся эти сооружения.
3.2. Работы по обследованию выполняются специализированными организациями и предприятиями, располагающими необходимыми техническими средствами, нормативно-технической документацией для контроля и оценки конструкций, а также имеющими обученных и аттестованных в установленном порядке работников.
3.3. Специалисты по неразрушающему контролю металла и сварных соединений могут выполнять при обследовании баков только те виды работ, по которым они аттестованы предприятием, имеющим лицензию на их производство.
3.4. Приборы и средства, используемые при обследовании баков, должны надежно выявлять имеющиеся дефекты. Не допускается применение приборов и средств, не прошедших поверку в установленные сроки.
Определение состояния металла и сварных соединений должно производиться в полном соответствии с требованиями стандартов на эти виды испытания.
Обследование баков-аккумуляторов выполняется с их выводом из эксплуатации и опорожнением.
3.5. До начала обследования необходимо подготовить и проанализировать проектную и исполнительную документацию:
рабочий проект бака и его наружных защитных конструкций с согласованными проектной организацией изменениями;
переписку с проектной организацией по вопросам согласования изменений в проекте;
сведения по изготовлению и монтажу обследуемого бака - наименование организации, даты выполнения работ, их вид;
характеристику проведенных ремонтов (дата, перечень дефектов, методы их устранения);
данные о режиме эксплуатации бака;
вид и характеристику примененной антикоррозионной защиты, срок службы;
заводские сертификаты на поставленные механические конструкции;
акты приемки скрытых работ;
документы, например, сертификаты, удостоверяющие качество материалов, применяемых при монтаже и ремонте;
документы о контроле сварочных соединений;
журналы монтажных работ;
данные о результатах геодезических измерений;
документы о приемке бака в эксплуатацию согласно перечню;
сведения о гидравлических испытаниях бака;
акты и заключения проведенных обследований и диагностики.
3.6. С учетом конструктивных особенностей, способов ремонта, а также условий эксплуатации бака-аккумулятора определяются наиболее напряженные зоны и элементы конструкции, возможные механизмы образования дефектов в материале при эксплуатации, а также вид и объемы работ по обследованию.
3.7. До начала обследования необходимо подготовить:
карту развертки стенки, а также карты (схемы) кровли и днища (рис.2-4) для нанесения обнаруженных дефектов согласно принятым условным обозначениям (приложение 4);
соответствующее оборудование и приспособления - лестницы, стремянки, подмости и другое, а также материалы для маркировки дефектных участков, приборы, аппаратуру и инструменты.
Рис.2. Пример карты для обследования стенки бака.
(Расположение люков показано условно)
Рис.3. Пример карты для обследования кровли бака
Рис.4. Пример карты для обследования днища бака
3.8. Ко всем конструктивным элементам бака, подлежащим обследованию, должен быть обеспечен свободный доступ. Наружные и внутренние элементы бака, подлежащие обследованию, должны быть очищены от загрязнений и при необходимости от антикоррозионной защитной смазки. Качество подготовки поверхностей определяется требованиями применяемого метода контроля.
3.9. Уторный узел бака (угловое сварное соединение днища со стенкой) должен быть очищен с наружной стороны от грунта, снега и других загрязнений.
Тепловая изоляция, препятствующая контролю технического состояния, должна быть частично или полностью (в случае необходимости) удалена для получения требуемых данных о состоянии металла и сварных соединений.
3.10. Частичное обследование с внутренним осмотром бака выполняется с периодичностью не реже одного раза в 5 лет, полное техническое обследование - не реже одного раза в 15 лет.
3.11. Частичное обследование кроме внутреннего осмотра включает: внешний осмотр бака, измерение толщины поясов стенки бака (при наличии тепловой защиты производится с внутренней стороны), измерение геометрической формы стенок и нивелирование днища, проверку состояния основания и отмостки.
Полное обследование включает: выполнение всех работ, предусмотренных частичным обследованием, и дополнительно измерение толщины днища и кровли, контроль монтажных сварных соединений неразрушающими методами, механические испытания и металлографические исследования металла и сварных швов, а также при необходимости химический анализ металла.
3.12. Первоочередное внимание при обследовании следует уделять:
участкам стенки, наиболее подверженным коррозии, - нижнему поясу и двум верхним поясам стенки на участках переменного заполнения бака, днищу, несущим элементам и кровле;
участкам стенки уторного шва, соединяющего стенку с днищем, а также окрайке днища;
участкам стенки, имеющим местные выпучины и вмятины, а также отклонения образующих от вертикали в пределах либо за пределами допусков;
сварным соединениям в вертикальных монтажных стыках стенки, в пересечениях вертикальных и горизонтальных швов, в нижних трех поясах стенки, сварному шву между стенкой и днищем, сварным швам приварки люков и врезок в нижние пояса баков;
местам присоединения трубопроводов.
3.13. Контроль основного металла и сварных соединений выполняется неразрушающим и разрушающим методами.
При неразрушающем методе выявляется состояние поверхностей основного металла и сварных соединений, определяется фактическая толщина основного металла, его качество, а также качество сварных соединений.
Разрушающий метод контроля связан с необходимостью выполнения механических испытаний, металлографических исследований и химических анализов металла и сварных соединений, для чего вырезают контрольные образцы из бака.
3.14. При измерении геометрической формы бака определяют отклонения образующей стенки от вертикали и размеры местных деформаций. Горизонтальность днища проверяется нивелированием. При этом измеряются также местные деформации днища (хлопуны, вмятины).
3.15. При контроле основания и отмостки определяются плотность прилегания днища к основанию, осадки основания, состояние отмостки, наличие откоса и отвода атмосферных вод.
4. ОСМОТР МЕТАЛЛА
4.1. Осмотр металла бака-аккумулятора следует производить в следующей последовательности:
днище и окрайка днища;
нижние три пояса без подъемных приспособлений;
четвертый пояс (считая снизу) с применением переносной лестницы;
пятый пояс и выше с применением подвесной люльки;
места переменного уровня воды;
кровлю.
4.2. При осмотре бака необходимо использовать оптические приборы типа бинокль, лупу и т.д.
4.3. Состояние поверхностей основного металла бака должно соответствовать требованиям ГОСТ 14637-89 [10] и СНиП III-18-75 [1]*.
4.4. Все выявленные дефекты подлежат измерению по глубине залегания, протяженности и наносятся на карты.
5. ИЗМЕРЕНИЕ ТОЛЩИНЫ И КОРРОЗИОННОГО ИЗНОСА
СТЕНКИ, КРОВЛИ И ДНИЩА
5.2. При необходимости настройку приборов следует производить в соответствии требованиям заводских инструкций к данным приборам и пользоваться при этом образцами, изготовленными из измеряемого материала. В процессе работы точность настройки прибора необходимо проверять не реже чем через 3 ч работы.
5.3. Поверхность металла на участке контроля должна быть очищена от брызг, окалины и краски, не должно быть вмятин, выпучин и изгибов. Сильно скорродированная поверхность, в том числе с язвенной коррозией, должна механически обрабатываться в пределах контролируемого участка до получения ровной и гладкой поверхности. Для зачистки можно применять абразивные круги, щетки и т.п.
5.4. Объем работ по измерениям толщины устанавливается на основании результатов визуального осмотра конструкции бака в зависимости от длительности эксплуатации, эффективности антикоррозионной защиты и качества монтажа.
5.5. Место измерения должно быть зачищено до металлического блеска на расстоянии 200-300 мм ниже верхней кромки проверяемого листа. Нельзя допускать попадания различных механических примесей под щуп из-за возможного нарушения акустического контакта между металлом и щупом.
5.6. Измерения толщины листов бака-аккумулятора следует производить на участках наиболее пораженных коррозией с разбивкой внутренней поверхности на отдельные секторы квадратной формы площадью, равной произведению диаметра бака на проектную толщину измеряемого листа.
Толщину листов каждого пояса стенки проверяют по образующей в трех точках по высоте пояса (низ, середина, верх).
Толщину листов днища и кровли следует измерять по двум взаимноперпендикулярным диаметральным направлениям, выполнять не менее чем по два измерения на каждом листе.
На участках, где имеется значительное коррозионное разрушение листов кровли, вырезаются отверстия размером 500x500 мм и производятся измерения сечений элементов несущих конструкций.
5.7. Фактическая толщина листа в месте измерения определяется как среднеарифметическая величина от суммы всех измерений, но не менее трех.
Данные измерений сводятся в таблицы, куда заносятся также проектные данные о толщине металла, вычисленные в процентах измерения фактической толщины по сравнению с проектной, а также средняя скорость коррозионного износа за расчетный год.
5.8. При повторном обследовании бака определение толщины металла конструкции должно производиться не только в местах интенсивной коррозии, а также местах первоначального обследования.
5.9. Коррозия металлоконструкции бака подлежит разграничению по своему виду на:
равномерную, когда сплошная коррозия распространяется по всей поверхности металла;
местную (точечную, пятнистую, язвенную, в виде отдельных точечных и пятнистых поражений, сквозную, послойную) при охвате отдельных участков поверхности.
5.10. Глубину раковин, образовавшихся от коррозии, надрезы следует измерять в труднодоступных местах штангенциркулем или специальным приспособлением, состоящим из индикатора часового типа и скобы (рис.5).
Рис.5. Приспособление для определения глубины коррозионной язвы:
1 - индикатор часового типа; 2 - установочная скоба; 3 - игла
5.11. По результатам осмотра коррозионных повреждений поверхности следует наметить участки и произвести измерения толщины металла ультразвуковым толщиномером.
5.12. При антикоррозионной защите герметиком контроль ее эффективности следует определять следующим образом:
а) размер контрольных участков при определении состояния герметика и защищаемого им металла должен составлять не менее 200x200 мм, участки выбираются в следующих местах по высоте бака: один участок в верхней зоне, три - в зоне переменного уровня воды, один - в нижней зоне;
б) перед определением степени коррозионного износа с контрольных участков металлической лопаткой удаляется пленка герметика и проводится обезжиривание поверхностей бензином или ацетоном;
в) перед осмотром вертикальных швов и монтажного шва в нижней зоне и зоне переменного уровня герметик должен быть тщательно удален. Осмотр следует производить с использованием лупы с кратностью увеличения не менее трех.
5.13. При катодной защите внутренней поверхности бака от коррозии контроль ее эффективности следует выявлять следующим образом:
а) перед сливом воды из бака для предстоящего осмотра необходимо произвести измерение поляризационного потенциала.
Измерение поляризационного потенциала должно производиться на трех уровнях (0,1/3 и 2/3 высоты бака) непосредственно перед отключением катодной защиты.
При отсутствии в баке постоянно находящегося электрода сравнения (хлорсеребряного или другого типа) в заполненный бак опускают по штанге медносульфатный электрод сравнения или другие электроды сравнения;
б) перед началом измерений поляризационного потенциала необходимо отметить по приборам значения тока и напряжения на катодной станции. Измерение следует производить вольтметром с входным сопротивлением не менее 1 МОм;
г) до начала осмотра поверхности бака необходимо отключить катодную защиту и провести обследование надежности крепления анодов и их состояния, а также осмотр полипропиленовых подвесок, проводов, подключаемых к анодам, и проверку переходного сопротивления токоввода, которое должно быть не более 0,1 Ом;
д) при обрыве проводов или оголении жил производится их замена. При сквозной трещине и переломе анода, поперечном сколе анода с шириной более 5 мм и глубиной более 0,4 его диаметра или продольном сколе анода с шириной более 5 мм, глубиной 0,4 его диаметра и длиной более 100 мм производится замена анодов;
е) при обнаружении на баках во время осмотра вновь образовавшихся продуктов коррозии участки с ними принимаются как контрольные и на них должна определяться степень коррозионного износа с помощью часового индикатора со скобой (см. рис.5).
5.14. При антикоррозионной защите бака краской ВЖС-41 или другими лакокрасочными покрытиями следует обращать внимание на отслоение покрытия, трещины, пятна ржавчины. Указанные дефекты покрытия удаляются механическим путем и на участках, где они были обнаружены, производится определение коррозионного износа штангенциркулем или другими методами.
5.15. При антикоррозионной защите бака металлизационным металлическим покрытием контроль эффективности данного покрытия следует определять измерением его толщины с помощью толщиномеров, например, ИТП-1. На каждом уровне бака - верхнем, нижнем и среднем выбираются 4 контрольных участка размером 400x400 мм, на них производится по 20-25 измерений толщины покрытия и для каждого участка берется среднеарифметическое из пяти наименьших значений. Контрольные участки отмечаются на карте-схеме бака и остаются постоянными при следующих обследованиях.
6. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛА
6.1. Контроль качества металла выполняется не реже одного раза в 15 лет. Для механических испытаний и металлографических исследований основного металла необходимо произвести вырезку участка листа диаметром 300 мм в одном из четырех нижних поясов бака с таким расчетом, чтобы это место можно было легко и надежно отремонтировать с помощью сварки. Центр вырезанного участка должен находиться на расстоянии не менее 500 мм от горизонтальных швов и не менее 800 мм от вертикального.
6.2. Каждая заготовка, вырезанная для механических испытаний и металлографических исследований, должна иметь сопроводительный документ, в котором отмечается наименование энергопредприятия, номер бака и место вырезки, дата, фамилия ответственного лица за вырезку и его должность.
6.3. При механических испытаниях основного металла следует выполнить испытания на растяжение, ударную вязкость, на ударный изгиб при различной температуре, а также измерение твердости.
6.4. До начала испытаний все подготовленные образцы следует проконтролировать на соответствие их формы, размеров, чистоты поверхности и места расположения маркировки приведенным выше условиям.
6.5. Испытания на растяжение основного металла производятся согласно требованиям ГОСТ 1497-84 [6], испытания на ударную вязкость ГОСТ 9454-78 [5].
6.6. Измерение твердости можно производить на специально вырезанных и подготовленных образцах со шлифованной поверхностью (по Бринеллю, Роквеллу или Виккерсу).
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.