все вопросы Подписка на рубрику Вопрос - Ответ ВестиПБ.ру

вопрос - ответ

Вопрос:
В эксплуатации находится ОПО, в состав которого входит котельная установка с двумя паровыми...

Ответ:
Здравствуйте. Согласно Приказу Ростехнадзора № 168 «Об утверждении требований к ведению...


Федеральные
законы
Правила
безопасности
Руководящие
документы
Документы
Ростехнадзора
18+

Научно-технические статьи

Об оценке механизма перехода в предельное состояние в водяных трубах

Дата публикации: 18.03.2010

Техническое диагностирование и последующая экспертиза промышленной безопасности подающих труб тепловых сетей – относительно новый объект экспертной деятельности. С 1 января 2007 г. подающие трубы тепловых сетей стали объектом надзора, как устройства, попадающие под действие ПБ 10-573-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды». Соответственно с этого момента на эти объекты стали распространяться все требования Ростехнадзора в части порядка эксплуатации, проектирования, экспертизы промышленной безопасности и т.п.

Диагностические работы позволили определить предельное состояние – разрушение трубы вследствие коррозионного износа. Следует сразу отметить, что коррозионные процессы снаружи и изнутри трубы различны.

Так, снаружи, чаще всего имеет место общий равномерный коррозионный износ. Типичная поверхность показана на рис.1.


Рис.1. Поля общей коррозии на наружной поверхности подающей трубы

Внутренняя поверхность трубы с рельефом «речного дна» показана на рис.2.


Рис.2. Внутренняя поверхность трубы с рельефом «речного дна»

На рис.3 показана внутренняя поверхность с донными отложениями. Вероятно, эти механические примеси появляются в результате водозабора без последующей фильтрации. Имеются натеки явно органического происхождения (рис.3).


Рис.3. Состояние внутренней поверхности трубы
1- натеки органического происхождения; 2 - донные отложения

Изнутри коррозия интенсифицируется наличием большого количества растворенного кислорода и механическими примесями. Многочисленные измерения толщин стенок показывают, что в результате коррозионно-эрозионного износа сечение принимает эллипсовидную форму, причем стенки более утончаются в нижней части трубы. Эта разнотолщинность достигает иногда критических размеров до 80-90% начальной толщины. Отмеченная неравномерность коррозионного износа чаще всего и приводит к разрушению труб именно в нижней части. Измерения толщин стенок и расчеты показывают, что скорость коррозии снаружи находится в пределах 0,10-0,15 мм/год, изнутри до 0,52-0,63 мм/год.

Весьма опасным коррозионным процессом является образование язв и свищей. Эти локальные дефекты трудно выявляются при осмотре труб, особенно в непроходных каналах.

При удалении продуктов коррозии с поверхности труб установлено, что, наряду с общим коррозионные повреждением поверхности, имеет место интенсивная язвенная коррозия с глубиной язв до 3,5 мм от сегодняшней поверхности. Язвы располагаются в виде одиночных дефектов, но встречаются места в виде полей язвенной коррозии.

Проводя оценку влияния язвенной коррозии на прочность труб, мы предполагали, что язвы расположены отдельно (расстояние между смежными язвами не менее двух толщин стенки объекта). Основные уравнения (алгоритм расчета) [2]:

1. Номинальное напряжение – напряжение в стенке от рабочего давления

(1) , где

Р – рабочее давление, МПа;
D – диаметр трубы наружный, м;
s – толщина стенки, м;
φ – коэффициент прочности сварного шва.

2. Максимальное напряжение в вершине дефекта

(2), где

– напряжение в нетто-сечении (сечение, где находится язва);
ασ – коэффициент концентрации напряжений.

3. Определение коэффициента концентрации напряжений. Для одиночных язв выражение для коэффициента концентрации имеет вид:

(3) , где

a, d, c, – параметры дефекта

4. Условие допустимости дефекта. Дефект (язва) считается неопасным, если выполняется следующее условие:

σмах ≤ [σ] (4), где [σ] – допускаемое напряжение.

Расчет, проделанный для общей коррозии, показал, что для ряда труб при средней скорости коррозии νкорр = 0,22 мм/год, остаточный ресурс равен 20-25 годам. При этом условие (4) выполняется в течение всего рассчитанного ресурса.

Расчет ресурса при той же скорости коррозии и равномерного изменения геометрии язвы (равномерное увеличение a, c, d) показывает, что ресурс ограничивается 9-10 годами, по истечению которых условие (4) не выполняется.

Эти результаты подтверждаются и многочисленными измерениями в процессе технического диагностирования и расследования аварийных случаев

Таким образом, появление язвы на фоне общего коррозионно-эрозионного износа значительно ускоряет переход труб в предельное состояние. Следовательно, для водяных труб, труб тепловых сетей доминирующим повреждающим механизмом является язвенная коррозия.

Литература:

  1. ПБ 10-573-03. Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды.
  2. Г .Х. Мурзаханов, Н.А. Быстрова. Методы оценки остаточного ресурса трубопроводов. М: СертиНК, 2008 г., 104 с.
  3. РД 03-421-01. Методические указания по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов.

© Гевлич С.О. к.т.н.,
© Мирзонов М.В. инж.,
© Васильев К.А. инж.,
© Кирякин А.Н. инж., Волгоград. ООО «Экспертиза»

УДК 669.162.214.22

Последние Научно-технические статьи

Быстровозводимые фермовые металлоконструкции. Контроль состояния элементов.

Быстровозводимые металлоконструкции. Расчет.

Оценка состояния элементов строительных лесов.

Цепные грузоподъемные лебедки. Контроль состояния цепи

Техническое диагностирование технологического трубопровода цеха № 1429, рег №  1194 и рег №  2095

другие статьи

Информация о Ростехнадзоре

СМИ о
Ростехнадзоре

Предприятия и надзор

Новости
компаний

Промышленные новости, аналитика, обсуждения

© 2006–2018 Вестник Промышленной Безопасности | Реклама на сайте | Связь с нами | Статистика
При полном или частичном использовании материалов Вести ПБ гиперссылка на сайт обязательна.
Свидетельство о регистрации средства массовой информации ЭЛ №ФС77-36452 от 28.05.2009.