книги / Трубопроводная арматура

-для запорной арматуры после капитального ремонта необходимо указать, что подвергалось ремонту;

-для запорной арматуры, находящейся в эксплуатации, необходимо указать объект (местоположение), её номер в схеме объекта,

-документ, по которому проводится контроль,

-тип и заводской номер дефектоскопа, дата его последней поверки, для цветного метода — набор дефектоскопических материалов;

-координаты и характеристики обнаруженных несплошностей с указанием их расположения на эскизе задвижки;

-оценка качества корпусных деталей по результатам контроля (годны, не годны к эксплуатации);

-фамилия и подпись дефектоскописта, проводившего контроль;

-дата проведения контроля.

Взаключении должны быть отражены следующие сведения:

-все сведения по запорной арматуре, указанной в журнале;

-виды контроля, которым подвергалась запорная арматура;

-по результатам какого вида контроля забракована запорная арматура, размеры несплошностей, обнаруженных при этом;

-дата выдачи заключения;

-фамилия и подпись дефектоскопистов, проводивших контроль с указанием вида контроля;

-фамилия и подпись руководителя службы, проводившей контроль.

4.8 Определение остаточного ресурса трубопроводной арматуры

Вопросы оценки работоспособности и остаточного ресурса работы трубопроводной арматуры высокого давления становятся актуальными в связи с тем, что к настоящему времени большое количество арматуры отработало длительные сроки, выработало ресурс, установленный разработчиком, и нуждается в продлении срока эксплуатации [26,27,65-74].

Под определением остаточного ресурса арматуры понимают комплекс работ, в результате которых оценивается величина невыработанного изделием ресурса в часах и циклах, в качестве которого принимается наработка каждого конкретного изделия от момента прекращения его эксплуатации и направления на ремонт до момента предполагаемого перехода изделия в неработоспособное или предельное состояние при эксплуатации его после проведенного ремонта.

При определении остаточного ресурса трубопроводной арматуры выполняют поверочный расчет на прочность по фактическим размерам

141

•средний срок службы до капитального ремонта;

•средний ресурс до капитального ремонта.

-показатели безотказности:

•наработка на отказ за период до капитального ремонта, не менее; либо вероятность безотказной работы (ВБР) за период до капитального ремонта, не менее;

•коэффициент оперативной готовности (для предохранительных клапанов), не менее.

Назначенный (средний) ресурс измеряется в часах и циклах для арматуры с четко выраженным циклическим характером работы (запорная арматура: задвижки, клапаны, краны; защитная и предохранительная арматура; клапаны предохранительные, затворы и клапаны обратные и др.). Для арматуры, не имеющей четко выраженного циклического характера работы (регулирующая арматура), назначенный (средний) ресурс приводится в часах.

Работы по ремонту арматуры проводятся:

-в плановом порядке в рамках работы системы, в которой эксплуатируется изделие, если оно выработало хотя бы один из установленных в конструкторских документах (КД) средних показателей долговечности — средний срок службы до капитального ремонта, средний ресурс до капитального ремонта

вчасах или циклах;

-если имел место отказ изделия, который невозможно устранить непосредственно на месте эксплуатации;

-если в процессе эксплуатации обнаружены, оговоренные в КД количественные значения параметров, свидетельствующие о потенциальной возможности отказа, который невозможно устранить на месте эксплуатации;

-если в процессе эксплуатации обнаружены оговоренные в КД критерии достижения изделием предельного состояния;

-если изделие находилось в аварийной ситуации: находилось под воздействием параметров, превышающих указанные в КД (например, переопрессовки, температура окружающей среды и др.); подвергалось непредусмотренным аварийным воздействиям (например, пожар, затопление, воздействие магистральных трубопроводов, как следствие подвижек грунта,

сейсмическое воздействие и др.).

В результате проведения ремонтных работ должны быть обеспечены значения показателей безотказности на продлеваемый период не менее значений, первоначально установленных в КД. При проведении капитального ремонта должны быть восстановлены значения среднего ресурса до следующего капитального ремонта не менее чем на 90%. Количественные значения назначенных показателей

143

и среднего ресурса до списания не подлежат корректировке по результатам капитального ремонта и сохраняют свои указанные в КД, НТД, ремонтной КД величины, исчисляемые от начала эксплуатации изделия.

Продление назначенных показателей, в случае необходимости, осуществляется в соответствии с основными правилами определения остаточного ресурса и продления назначенных показателей трубопроводной арматуры, действующими в трубопроводной отрасли.

В отдельных технически и экономически обоснованных случаях допускается снижение некоторых показателей надежности до уровня, определяемого совместным решением проектанта трубопровода, ремонтного предприятия и эксплуатирующей организации.

4.8.1 Порядок выполнения работ по определению остаточного ресурса трубопроводной арматуры

Выполнение работ по определению остаточного ресурса и количественных значений показателей надежности арматуры производится в процессе ремонта арматуры, осуществляемого специализированным ремонтным предприятием. Для этого заказчик направляет исполнителю заявку на проведение работ по ремонту с перечнем арматуры и сопроводительной документацией на арматуру, для которой требуется восстановление работоспособного состояния, с указанием конкретной причины, вызвавшей необходимость проведения работ по ремонту.

В состав сопроводительной документации входят паспорт (формуляр), техническое описание и инструкция по эксплуатации (руководство по эксплуатации). К заявке должна быть приложена заполненная "Информационная карта", в которой указывают: наименование, номер чертежа арматуры (вид, тип), Pn, Dn, номер технических условий, привод, заводской номер изделия по паспорту; категория взрывоопасности трубопровода (технологической системы); рабочая среда; Т,; Рр; год выпуска арматуры; дата начала эксплуатации; предприятие - изготовитель; суммарная наработка на момент передачи изделия в ремонт; причина направления в ремонт (плановый ремонт согласно регламенту, решение комиссии по продлению назначенных показателей, отказ изделия, вид аварийного воздействия, достижение изделием предельного состояния); сведения об отказах и предыдущих ремонтах (наработка до отказа, вид и причина отказа, объем ранее проводившихся ремонтов и даты их проведения).

В случае отсутствия учета наработки конкретной арматуры в условиях эксплуатации допускается оценивать наработку экспертным путем на основе анализа работы системы, в которой она установлена.

144

Оценка остаточного ресурса и надежности поступающей на ремонт арматуры производится рабочей группой, укомплектованной из числа работников ремонтного предприятия, состоящей из технологов, специалистов по неразрушающим видам контроля и других технических служб, участвующих в подготовке и проведении ремонта.

Рабочая группа имеет право в установленном на предприятии порядке привлекать к работам по оценке остаточного ресурса и количественных показателей надежности, анализу эксплуатационной документации и результатов эксплуатации ремонтируемой арматуры, оценке технического состояния арматуры, специалистов соответствующих служб предприятия, а также, в случае необходимости, готовить предложения руководству предприятия о привлечении к работам по оценке остаточного ресурса соответствующих специализированных предприятий. Исполнители несут ответственность за правильность принимаемых решений по оценке остаточного ресурса и количественных показателей надежности, анализу эксплуатационной документации и результатов эксплуатации ремонтируемой арматуры, определению состава и объема работ по оценке технического состояния арматуры, определению состава и объема капитального ремонта. Началу работ с каждым конкретным изделием должна предшествовать его идентификация в соответствии с перечнем арматуры по заявке на проведение капитального ремонта и паспортом (формуляром) изделия.

Работы по оценке остаточного ресурса и количественных значений показателей надежности арматуры после ее капитального ремонта должны содержать: анализ эксплуатационной документации; анализ имеющейся информации об эксплуатационных режимах и наработках арматуры за период эксплуатации на момент снятия ее с трубопровода для капитального ремонта; анализ информации об отказах, неисправностях, ранее проведенных ремонтах и профилактических мероприятиях, связанных с техническим обслуживанием и текущими ремонтами в процессе эксплуатации; оценку технического состояния арматуры (визуальный и измерительный контроль, разборку и ревизию внутренних полостей арматуры с дефектацией отдельных деталей, контроль неразрушающими методами, контроль образцов материалов, испытания арматуры или ее отдельных комплектующих элементов, сборочных единиц и деталей); поверочные расчеты (в случае необходимости); инженерный анализ и математическую обработку данных, приведенных в "Информационной карте", полученных в результате оценки технического состояния изделия и имеющихся данных эксплуатационной статистики.

145

Капитальный ремонт арматуры должен производиться в соответствии с утвержденной в установленном порядке технической документацией, включающей в себя:

-комплект ремонтных чертежей;

-руководство по капитальному ремонту;

-общие технические условия на капитальный ремонт;

-технические условия на капитальный ремонт конкретного типоразмера изделия (ряда типоразмеров однотипных изделий);

-паспорт (формуляр);

-техническое описание и инструкция по эксплуатации (руководство по эксплуатации);

-программа и методика испытаний.

4.8.2 Методика работ по определению остаточного ресурса трубопроводной арматуры

Анализ эксплуатационной документации ставит целью установление технических параметров эксплуатации изделия, его ресурса, выявление наиболее вероятных отказов и повреждений арматуры, ее деталей, сборочных единиц, или комплектующих элементов.

Анализ эксплуатационной документации должен завершаться составлением акта, включающего в себя:

-перечень проанализированной документации;

-указания по составлению недостающих или не полных документов.

По результатам анализа выдаются рекомендации о составе и объеме работ по оценке технического состояния арматуры.

Обследование технического состояния производится индивидуально для каждой единицы арматуры по разработанной программе работ, которая включает в себя следующие процедуры:

-визуальный и измерительный контроль;

-разборка и ревизия внутренних полостей арматуры с дефектацией отдельных сборочных единиц и деталей, в т.ч. замер толщин стенок патрубков и корпусных деталей арматуры;

-контроль неразрушающими методами (в случае необходимости);

- контроль образцов материалов разрушающими методами (в случае необходимости);

-контроль приводных устройств (в случае необходимости).

При визуальном и измерительном контроле необходимо, согласно требованиям "Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением", выявить и оценить видимые поверхностные дефекты, появившиеся или развившиеся в процессе

146

эксплуатации на наружной поверхности корпусных и (или) крепежных деталей [65-74].

Особое внимание при визуальном контроле следует уделять местам возможного попадания на поверхность арматуры воды, паров, влажных газов, ввиду возможного образования в этих местах коррозионных поражений.

Тщательному осмотру подлежат внутренние поверхности корпусных деталей, а также те детали, сборочные единицы и места, где вероятнее всего происходит максимальный износ и возможны механические повреждения или усталостные явления. Необходимо проверить размеры изнашиваемых деталей и зазоры между подвижными сопрягаемыми деталями, а также детали, по которым были зафиксированы неисправности.

В случае необходимости, с учетом результатов визуального и измерительного контроля и ревизии внутренних полостей по решению рабочей группы проводится дефектоскопия с применением методов неразрушающего контроля. Дефектоскопии должна подвергаться арматура, длительно работавшая в наиболее неблагоприятных условиях (при максимальных рабочих параметрах, в условиях термоциклических нагрузок и т.п.). Дефектоскопия должна проводиться в местах резкого изменения толщин (сочленения: патрубок-корпус, патрубок-фланец, корпус-фланец), подфланцевых зонах, в радиусных переходах, в местах пересечения или стыковки сварных швов, в зонах концентрации напряжений и других подобных местах должна подвергаться арматура, длительно работавшая в наиболее неблагоприятных условиях, при максимальных рабочих параметрах и т.п.

Выбор методов контроля, определение объема работ по дефектоскопии осуществляется рабочей группой с привлечением, в случае необходимости, специалистов, имеющих опыт работы и соответствующие удостоверения на проведение такого рода работ.

С целью проведения косвенной оценки прочностных характеристик материала арматуры рекомендуется замер твердости металла, наплавки и сварных швов [65-74]. Места замера твердости и их количество устанавливаются специалистами, производящими обследование. При этом в каждом случае должно быть сделано не менее 3-х замеров, а за результат принимается их среднеарифметическое значение. Для оценки состояния металла корпусных деталей арматуры допускается применение неразрушающих методов, не оговоренных в НТД, при наличии аттестованных в установленном порядке стационарных или переносных измерительных средств и соответствующих методик контроля.

147

По результатам визуального и измерительного контроля, разборки и ревизии арматуры, осмотра внутренних полостей, дефектации отдельных сборочных единиц и деталей, контроля неразрушающими методами составляется дефектовочный акт, в котором отражаются все обнаруженные дефекты с их подробным описанием, приведением схем расположения, геометрических размеров деталей, значений толщины стенки корпусных деталей изделия и схем точек замера толщины.

В случае отсутствия достоверной априорной информации о свойствах материалов основных деталей арматуры, подлежащей капитальному ремонту, применительно к условиям и срокам ее эксплуатации должна быть предусмотрена вырезка образцов металла деталей для проведения контроля его физико-механических характеристик.

Аналогичное решение может быть принято рабочей группой на основании изучения эксплуатационной документации, и при неудовлетворительных результатах визуального контроля, разборки и ревизии изделия, осмотра внутренних полостей, контроля неразрушающими методами.

Результаты работ по контролю материалов должны быть оформлены актами. К актам должны быть приложены бланки результатов анализа по формам, установленным на предприятии выполняющем контроль, подписанные соответствующими исполнителями с указанием их должностей и фамилий, а также фотопленки, диаграммы и прочие физические носители информации.

Также выполняется поверочный расчет деталей изделий, у которых выявлено утонение стенок или изменение размеров деталей, изменение характеристик металла; отличие режимов эксплуатации от предусмотренных КД и расчетами на прочность; изменились требования нормативно-технических документов.

Расчеты производятся разработчиком или другим предприятием, имеющим соответствующую лицензию, по действующей нормативно-технической документации. В результате расчета должно быть подтверждено соблюдение условий прочности на продлеваемый период с запасом прочности.

Инженерный анализ и математическая обработка данных, приведенных в "Информационной карте", полученных в результате оценки технического состояния изделия, и имеющихся данных эксплуатационной статистики включает в себя:

-анализ отказов и предельных состояний изделий, применительно к которым предъявляются требования по надежности;

-обобщение данных, необходимых для оценки остаточного ресурса и показателей надежности изделия, в том числе о

148

наработках арматуры в часах и циклах, отказах, дефектах, неисправностях и повреждениях за период эксплуатации, а также данные о количестве, периодичности и составе проводившихся ранее ремонтов;

-расчет и оценку количественных значений показателей надежности за период эксплуатации на момент проведения ремонта и на продлеваемый период.

Величину остаточного ресурса в общем случае определяют как разность между назначенным (средним) ресурсом, установленным в КД, и наработкой изделия на момент снятия его с трубопровода для проведения капитального ремонта при условии:

-отсутствия за предыдущий период эксплуатации отклонений от параметров эксплуатации, установленных в КД;

-отсутствия отклонений от заложенной в расчете изделия скорости коррозии и (или) эрозии корпусных деталей;

-своевременного проведения профилактических мероприятий, связанных с техническим обслуживанием.

Вслучае если в процессе эксплуатации имели место отклонения от параметров, установленных в КД, или несвоевременно проводились профилактические мероприятия, связанные с техническим обслуживанием, величины назначенного (среднего) ресурса и наработки на момент обследования должны быть пересчитаны с учетом фактических значений рабочих параметров, скорости коррозии и (или) эрозии в процессе эксплуатации, результатов дополнительных испытаний.

4.8.3 Оценка остаточного ресурса.

Оценка остаточного ресурса арматуры, эксплуатирующейся в условиях статического нагружения, где основным повреждающим фактором являются общая коррозия или .эрозия, протекающие с постоянной скоростью, осуществляется по формуле:

(4.D

где R(T) — остаточный ресурс, час (год); Бф —фактическая толщина стенки корпусной детали на момент проведения капитального

ремонта, мм; Ботб— минимальная (отбраковочная) толщина стенки корпусной детали, при которой корпусная деталь арматуры должна быть изъята из эксплуатации, мм; V —скорость коррозии (эрозии), мм/час (мм/год).

149

Для сталей, относящихся к классу "весьма стойких" по ГОСТ 13819 "Коррозия металлов” (высоколегированные стали) скорость коррозии составит V < 0,001+0,01 мм/год., а у (низколегированных и углеродистых стали) скорость коррозии V < 0,01+0,1 мм/год [42].

В случае если при визуальном осмотре не обнаружено видимых следов коррозионного поражения металла корпусных деталей изделия, скорость коррозии V принимается равной 0,001 мм/год для сталей, относящихся как к классу "весьма стойких", так и к классу "стойких”.

Отбраковочная толщина определяется по формуле:

напряжение материала корпуса арматуры, которое выбирают в зависимости от рабочей температуры, МПа (кгс/см2).

Скорость коррозии и (или) эрозии арматуры определяется по данным, полученным при освидетельствовании ее, и с учетом накопленных в процессе эксплуатации данных. За остаточный ресурс принимается минимальное из полученных расчетных значений R(T) для нескольких точек замеренных толщин корпусных деталей обследуемого изделия.

В случае если для каких-либо комплектующих элементов, сборочных единиц или деталей изделия (привод, РТД, корпусные детали) установлены индивидуальные показатели надежности, величину остаточного ресурса следует определять раздельно для каждого из них.

4.9 Капитальный ремонт трубопроводной арматуры

Под капитальным ремонтом применительно к промышленной трубопроводной арматуре понимается комплекс операций по восстановлению исправности, работоспособности и ресурса изделий (рис. 4.7,4.8) [26,27,65-74].

150