Ахметов А. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа

Подождите немного. Документ загружается.

351

а чугуны ЖЧХ16 и ЖЧХ30 обладают хорошей стойкостью до темпера-

тур 1000

…1200 °С при действии дымовых газов, содержащих сернистые

соединения.

ЖЧХ16 содержит 15…32 % Cr и

1…2 % Si жаростоек в воздушной

среде до

900 °С, износостоек при нормальной и повышенной темпера-

турах, устойчив против воздействия неорганических кислот высокой

концентрации. Области применения: арматура машин и аппаратов хи

мических производств, печная арматура, детали печей.

Жаропрочные чугуны легируют хромом и никелем, они могут иметь

пластинчатую или шаровидную формы графита; металлическая основа

чаще бывает аустенитной. Чугуны ЧН19

Х3Ш, ЧН11Г7Х2Ш применя-

ют в нефтяной и химической промышленности, в газотурбиностроении

для изготовления деталей компрессоров по сжижению газов, выпуск

ных патрубков дизелей.

Коррозионно

-стойкие чугуны легируют хромом, никелем, медью,

молибденом и кремнием. Эти чугуны стойки в щелочах, растворах соды,

морской воде

. Чугуны СЧЩ-1 и СЧЩ-2 применяют при изготовлении

котлов для плавки каустика. Чугуны ЧНХТ, ЧН

1ХМД, ЧН1МШ при-

меняют в двигателестроении для отливки поршневых колец, направляю

щих втулок головок цилиндров, выпускных патрубков, поршней и гильз.

Высококремнистые чугуны (ферросилиды) С15, С17 (ГОСТ 2233–85)

применяют для изготовления корпусов, деталей и узлов простой кон-

фигурации для работы с сильноагрессивными средами (растворы солей,

азотная и серная кислоты), при давлении до 0,25

МПа и температу-

ре от 0 до + 700 °С: поршневых насосов (цилиндры, поршни, клапаны,

седла), для оборудования по производству концентрированных серной

и азотной кислот (лопатки мешалок, фитинги, втулки, реакционные

аппараты, трубопроводы).

При разработке конструкции следует учитывать, что кремнистые чу

гуны очень хрупки, чувствительны к колебаниям температуры и труд

но обрабатываются резанием. Поэтому изделия из них изготавливают

отливкой, предусматривая плавные переходы. Ферросилиды широко

применяют при изготовлении арматуры.

Следует иметь в виду, что ферросилиды легко корродируют под воз

действием соляной кислоты, крепких щелочей и фтористых соединений.

Высокохромистые сплавы обладают коррозионной стойкостью

в азотной, серной, уксусной, фосфорной кислотах, в растворах солей,

щелочей и морской воде. Из этих чугунов изготавливают детали насо

сов, реторты, конденсаторы, вентили, трубы, мешалки для химических

производств.

352

В таблице 2.22 приведены механические свойства легированного

чугуна для отливок со специальными свойствами

Таблица

2.22 — Механические свойства легированного чугуна

для отливок со специальными свойствами

Марка

чугуна

МПа

σ, %

МПа

Твердость

по Бринеллю, НВ

Свойства

4Х1 170 — 350 203…280 Жаростойкий

4Х2 150 — 310 203…280 >>

4Х3 150 — 310 223…356 >>, износостойкий

ЧХЗТ 200 — 400 440…580 Износостойкий

ЧХ9Н5 350 — 700 490…607 >>

4Х16 350 — 700 390…440 >>, жаростойкий

ЧХ16М2 170 — 490 490…607 То же

4Х22 290 — 540 333…607 >>

ЧХ22С 290 — 540 215…333 Коррозионно- и жаростойкие

4Х28 370 — 560 215…264 То же

ЧХ28П 200 — 400 245…390

Стойкий в цинковом рас-

плаве

ЧХ28Д2 390 — 690 390…635

Износо- и коррозионно-

стойкий

4Х32 390 — 690 245…333 Жаро-и износостойкий

ЧС5 150 — 290 140…294 Жаростойкий

ЧС5Ш 290 — - 223…294 >>

ЧС13 100 — 210 294…390

Коррозионно-стойкие

в жидкой среде

ЧС15 60 — 170 294…390 То же

ЧС17 40 — 140 390…450 >>

ЧС15М4 60 — 140 390…450 >>

ЧС17МЗ 60 — 100 390…450 Жаростойкий

ЧЮХШ 390 — 590 183…356 Жаро-и износостойкие

ЧЮ6С5 120 — 240 236…294 То же

ЧЮ7Х2 120 — 170 254…294

Жаро- и износостойкие при

высокой температуре

ЧЮ22Ш 290 — 490 235…356

ЧЮЗО 200 — 350 356…536

ЧГ6СЗШ 496 — 680 215…254 Износостойкий

ЧГ7Х4 150 — 330 490…586 >>

ЧГ8Д3 150 — 330 176…285 Маломагнитный

353

Марка

чугуна

МПа

σ, %

МПа

Твердость

по Бринеллю, НВ

Свойства

ЧНХГ 280 — 430 196…280

Коррозионно-стойкие в газо-

вых средах двигателей внут-

реннего сгорания

ЧНХМД 290 — 690 196…280

ЧНМШ 490 2 — 183…280

ЧН2Х 290 — 490 215…280 Износостойкий

4Х4Х2 200 — 400 460…645 >>

ЧН11Г7Ш 390 4 — 120…250 Жаропрочный

ЧН15Д7 150 — 350 120…250 Маломагнитный

ЧН15ДЗШ 340 4 — 120…250 >>

4Н19ХЗШ 340 4 — 120…250 Маломагнитный

4Н20Д2Ш 500 25 — 120…220

Жаропрочный, хладостойкий,

маломагнитный

2.9. Обеспечение безопасного

технического состояния оборудования

2.9.1. Гидравлическое (пневматическое) испытание сосудов

Гидравлическому испытанию подлежат все сосуды после их изготов

ления. Сосуды, изготовление которых заканчивается на месте установ

ки, транспортируемые на место монтажа частями, подвергаются гидрав

лическому испытанию на месте монтажа

. Сосуды, имеющие защитное

покрытие или изоляцию, подвергаются гидравлическому испытанию до

наложения покрытия или изоляции. Сосуды, имеющие наружный ко

жух, подвергаются гидравлическому испытанию до установки кожуха.

Гидравлическое испытание сосудов, за исключением литых, должно

производиться пробным давлением Р

пр

][

⋅=

где Р

— расчетное давление сосуда, МПа; [σ] — допускаемые напря-

жения для материала сосуда при его элементе соответственно при

t = 20 °С и расчетной t, МПа.

Отношение

пр

][

⋅=

принимается по тому из используемых материа

лов, для которых оно наименьшее.

Продолжение таблицы 2.22

354

Гидравлическое испытание сосудов из литья должно производиться

пробным давлением:

пр

][

Гидравлические испытания сосудов и деталей, изготовленных из

неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20

Дж/см

должны производить пробное давление Р

пр

РР

пр

][

3,1

Гидравлические испытания сосудов и детали, изготовляемые из

неметаллических материалов с ударной вязкостью 20 Дж/см

и менее,

с пробным давлением:

РР

пр

][

6,1

Расчетное давление больше Р

раб

1) для сосудов, содержащих нейтральные продукты на 10 %, но не менее

0,1 МПа;

2) для сосудов со взрывоопасными веществами, с давлением до 4,0

МПа,

но не менее чем на 3 МПа;

3) для аппаратов со взрывоопасными, пожароопасными и токсически

ми веществами с Р

> 4,0 МПа на 15 %.

Гидравлическое испытание вертикально установленных сосудов

допускается производить в горизонтальном положении при условии

обеспечения прочности корпуса сосуда, для чего расчет на прочность

должен быть выполнен разработчиком проекта сосуда с учетом при

нятого способа опирания в процессе гидроиспытания.

При этом пробное давление следует принимать с учетом гидроста

тического давления.

В комбинированных сосудах с двумя и более полостями, рассчи

танными на разные давления, гидроиспытаниям пробным давлением

должна подвергаться каждая полость. Пробное давление определяется

в зависимости от расчетного давления полости.

Порядок проведения испытания оговаривается в техническом про

екте и указан в инструкции предприятия-изготовителя по монтажу

и эксплуатации сосуда.

При заполнении сосуда водой воздух должен быть удален.

Для гидроиспытаний применяется вода с температурой от 5 до 40

°С,

если нет указаний в проекте. Разность температуры стенки сосуда

355

и окружающего воздуха во время испытания не должна вызывать вы-

падения влаги на поверхность стенок сосуда.

Давление в испытываемом сосуде повышают плавно. Скорость подъ

ема давления должна быть указана: для испытания сосуда на заводе-

изготовителе — в технической документации, для испытания сосуда

в процессе работы — в инструкциях по монтажу и безопасной его экс

плуатации.

Использование сжатого воздуха или газа для создания давления за

прещено.

Время выдержки сосуда под пробным давлением устанавливается

разработчиками проекта. При отсутствии указаний в проекте время

выдержки следующее (табл. 2.23).

Таблица 2.23 —

Время выдержки сосуда под пробным давлением

Толщина стенки, мм

t выдержки, мин

До 50

Свыше 50 до 100

Свыше 100

Для литых, неметаллических и многослойных сосудов

независимо от толщины стенки

Давление в сосуде контролируется двумя манометрами.

Скорость подъема давления должна быть указана в технической

документации для испытания на заводе-изготовителе; для испытания

сосуда в процессе работы — в инструкции по монтажу.

В комбинированных сосудах гидравлическое испытание проводят

в каждой полости. Давление контролируется по двум манометрам. Фу

теровка, изоляция и другие виды зашиты от коррозии должны быть

частично или полностью удалены, если имеются признаки, указываю-

щие на возможность возникновения дефектов металла, сосудов под

защитным покрытием (неплотность футеровки, гуммировки, следы

промокания изоляции и т. п.).

Сосуды, работающие с вредными веществами 1 и 2 классов опасности

по ГОСТ 12.1.007

—76, до начала выполнения внутри каких-либо работ,

а также перед внутренним осмотром должны подвергаться тщательной

обработке (нейтрализация, дегазация) в соответствии с инструкцией по

безопасному ведению работ, утвержденной главным инженером. Ней

трализация и дегазация должны быть заактированы с предъявлением

акта комиссии, проводившей техническое освидетельствование.

356

Сосуд считается выдержавшим испытание, если при его осмотре не

обнаружены:

— течи

, трещины, следы, потение;

— течи в разъемных соединениях

Гидравлические испытания могут быть заменены пневматическими

при условии контроля этого испытания методом акустической эмиссии

Сосуд и его элементы, в которых при испытании выявлены дефекты

после их устранения подвергаются повторным гидравлическим испы

таниям.

В случаях, когда проведение гидравлического испытания невозмож

но

(большое напряжение от веса воды в фундаменте, междуэтажных

перекрытиях или самом сосуде; трудность удаления воды; наличие

внутри сосуда футеровки, препятствующей заполнению сосуда водой),

разрешается заменять его пневматическим испытанием

(воздухом или

инертным газом). Этот вид испытания допускается при условии его

контроля методом акустической эмиссии

(или другим согласованным

с Ростехнадзором России методом).

Значение пробного давления и результаты испытаний заносятся

в паспорт сосуда лицом, проводившим эти испытания.

2.9.2. Гидравлическое испытание трубопроводов

на прочность и плотность

Гидравлическое испытание трубопроводов должно производиться

преимущественно в теплое время года при положительной температу-

ре воздуха

. Для гидравлических испытаний должна применяться, как

правило, вода с температурой не ниже +

5 °С и не выше + 40 °С или

специальные смеси (для трубопроводов высокого давления).

Если гидравлическое испытание производится при температуре

окружающего воздуха ниже

0 °С, следует принять меры против замер-

зания воды и обеспечить надежное опорожнение трубопровода.

После окончания гидравлического испытания трубопровод следует

полностью опорожнить и продуть до полного удаления воды.

Величина пробного давления на прочность

(гидравлическим или

пневматическим способом) устанавливается проектом и должна со

ставлять не менее:

пр

][

⋅=

(2.1)

где Р

— расчетное давление трубопровода, МПа; [σ]

— допускаемое

напряжение для материала трубопровода при 20

°С; [σ]

— до-

357

пускаемое напряжение для материала трубопровода при макси-

мальной положительной расчетной температуре.

Во всех случаях величина пробного давления должна приниматься

такой, чтобы эквивалентное напряжение в стенке трубопровода при

пробном давлении не превышало 90 % предела текучести материала при

температуре испытания. Величину пробного давления на прочность для

вакуумных трубопроводов и трубопроводов без избыточного давления

для токсичных и взрывопожароопасных сред принимают равной 0,2

МПа.

Арматура подвергается гидравлическому испытанию пробным дав

лением после изготовления или ремонта.

При заполнении трубопровода водой воздух следует удаляется

полностью. Давление в испытываемом трубопроводе следует повышать

плавно, обстукивание трубопроводов не допускается. Скорость подъема

давления должна быть указана в технической документации.

Испытываемый трубопровод допускается заливать водой непосред

ственно от водопровода или насосом при условии, чтобы давление,

создаваемое в трубопроводе, не превышало испытательного давления.

Требуемое давление при испытании создается гидравлическим прессом

или насосом, подсоединенным к испытываемому трубопроводу через

два запорных вентиля. После достижения испытательного давления

трубопровод отключается от пресса или насоса.

Испытательное давление в трубопроводе выдерживают в течение

10 минут (испытание на прочность), после чего его снижают до рабочего

давления, при котором производят тщательный осмотр сварных швов

(испытание на плотность). По окончании осмотра давление вновь повы

шают до испытательного и выдерживают еще 5 минут, после чего снова

снижают до рабочего и вторично тщательно осматривают трубопровод.

Продолжительность испытания на плотность определяется временем

осмотра трубопровода и проверки герметичности разъемных соедине

ний. После окончания гидравлического испытания все воздушники

на трубопроводе должны быть открыты и трубопровод должен быть

полностью освобожден от воды через соответствующие дренажи.

Результаты гидравлического испытания на прочность и плотность

признаются удовлетворительными, если во время испытания не произо

шло разрывов, видимых деформаций, падения давления по манометру,

а в основном металле, сварных швах, корпусах арматуры, разъемных

соединениях и во всех врезках не обнаружено течи и запотевания.

Одновременное гидравлическое испытание нескольких трубопрово

дов, смонтированных на общих несущих строительных конструкциях

или эстакаде, допускается, если это установлено проектом.

358

2.9.3. Пневматическое испытание трубопроводов

на прочность и плотность

Пневматическое испытание на прочность проводится для трубопро

водов на

10 МПа и ниже. Величина испытательного давления при-

нимается в соответствии с (2.1).

Пневматическое испытание должно проводиться воздухом или

инертным газом и только в светлое время суток. В случае установки

на трубопроводе арматуры из серого чугуна величина давления испы

тания на прочность должна составлять не более 0,4 МПа.

Пневматическое испытание трубопроводов на прочность в действую-

щих цехах, а также на эстакадах и в каналах, где уложены трубопроводы,

находящиеся в эксплуатации, допускается в обоснованных случаях без

опасными методами, по документации, согласованной и утвержденной

в установленном порядке.

При пневматическом испытании трубопроводов на прочность подъ

ем давления следует производить плавно со скоростью, равной 5 %

от

пр

в мин, но не более 0,2 МПа в минуту с периодическим осмотром

трубопровода на следующих этапах:

— при рабочем давлении до

0,2 МПа — осмотр производится при дав-

лении 0,6 от пробного давления, и при рабочем давлении;

— при рабочем давлении выше 0,2

МПа — осмотр производится при

давлении 0,3 и 0,6 от пробного давления и при рабочем давлении.

Во время осмотра подъем давления не допускается. При осмотре обсту

кивание молотком трубопровода, находящегося под давлением, не допу

скается. Места утечки определяются по звуку просачивающегося воздуха,

а также по пузырям при покрытии сварных швов и фланцевых соеди

нений мыльной эмульсией и другими методами.

Дефекты устраняются при снижении избыточного давления до нуля

и отключении компрессора. На время проведения пневматических ис

пытаний на прочность как внутри помещений, так и снаружи должна

устанавливаться охраняемая (безопасная) зона. Минимальное расстоя

ние зоны должно составлять не менее 25

м при надземной прокладке тру-

бопровода и не менее 10

м при подземной. Границы зоны огораживаются.

Во время подъема давления в трубопроводе и при достижении в нем

испытательного давления на прочность пребывание людей в охранной

зоне не допускается. Окончательный осмотр трубопровода допускается

после того, как испытательное давление будет снижено до расчетного,

и проводится в установленном порядке.

Компрессор и манометры, ис-

пользуемые при проведении пневматического испытания трубопроводов

следует располагать вне охранной зоны.

359

2.9.4. Проведение неразрушающего контроля

Контролю неразрушающими методами следует подвергать сварные

соединения и основной металл сосуда.

Контроль выполняет специализированная организация, имеющая

опыт работ, обладающая методической документацией на контроль,

аттестованными специалистами, технической базой.

Контроль сварных соединений предусматривает применение не

менее двух неразрушающих методов, один из которых предназначен

для обнаружения поверхностных дефектов, а другой – для выявления

внутренних дефектов в сварных соединениях. Методы выбираются по

усмотрению специалистов, проводящих техническое диагностирование.

Для выявления дефектов в сварных соединениях могут использо

ваться следующие неразрушающие методы контроля:

— визуально-измерительный;

— ультразвуковая дефектоскопия;

— радиографический контроль;

— капиллярная дефектоскопия или магнитопорошковый контроль;

— акустико-эмиссионный контроль;

— токовихревой метод контроля и другие, обеспечивающие требуемый

объем контроля и точность выявления дефектов.

Контроль сварных соединений

ультразвуковым или радиографическим методом

Неразрушающий контроль сварных соединений следует проводить

ультразвуковым (УЗК) или радиографическим (РК) методом в соответ

ствии с действующими на данный момент нормативно-техническими

документами на данные методы для выявления внутренних дефектов

сварных соединений в виде трещин, непроваров, пор и неметаллических

включений.

Для проведения контроля методом УЗК или РК применяется аппа

ратура, предназначенная для этих целей и обладающая необходимой

чувствительностью.

При разработке индивидуальных программ технического диагнос-

тирования в них следует указывать зоны и объем контроля сварных

соединений сосудов.

Контроль сварных соединений и основного металла сосудов и устра

нение выявленных недопустимых дефектов рекомендуется проводить

в следующем порядке:

— анализ технической документации по изготовлению, эксплуатации,

ремонтам и контролю, ранее проведенным на сосуде;

360

— визуальный контроль;

— выдача задания на подготовку сварных соединений для дефектоско-

пии;

— магнитопорошковый или капиллярный контроль;

— ультразвуковой или радиационный контроль;

— устранение выявленных недопустимых дефектов;

— дефектоскопия ремонтируемых участков.

Объем дефектоскопического контроля сварных соединений сосудов

зависит от группы сосуда, от объема контроля, выполненного в процес

се изготовления сосуда и в процессе его эксплуатации

, и определяется

в каждом конкретном случае специалистами, проводящими диагности

рование. Необходимо, чтобы объем полученной информации позволял

достоверно судить о техническом состоянии всех несущих элементов

сосуда. Объем контроля сварных соединений определяется в процентах

от общей длины сварных швов.

В случае обнаружения локально

-деформированных участков (вмя-

тин, выпучин, гофров и т. п.) деформированную зону и прилегающую

к ней зону недеформированного металла шириной

100...150 мм по пе-

риметру следует проверить на отсутствие трещин.

Дефектоскопии следует подвергать также элементы оборудования

или сварные соединения, качество металла которых вызывает сомнение

При назначении выборочного

(неполного) контроля сварных со-

единений следует учитывать, что участки пересечения продольных

и кольцевых сварных швов обязательно должны быть включены в зоны

контроля.

При технической невозможности осмотра внутренней или наружной

поверхности сосуда объем контроля сварных соединений независимо

от группы сосуда должен составлять 100 %.

При обнаружении недопустимых дефектов в процессе неполного

контроля сварных соединений объем контроля должен быть увеличен

не менее чем вдвое. В первую очередь следует расширить зоны контроля

сварных швов в местах обнаружения дефектов.

После проведения ультразвукового контроля в необходимых случаях

дополнительно для уточнения характера дефектов и глубины их распо

ложения может быть применен радиографический метод, метод послой

ного вскрытия сварного соединения или металлографический метод.

Шероховатость поверхности сварных соединений, подлежащих

УЗК, должна соответствовать нормативным требованиям. Для зачист

ки поверхности сварных соединений рекомендуется применять щет

ки, шлифмашинки, пескоструйную, химическую и другую обработку.