Устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением

В горизонтальных сосудах допускается местное перекрытие седловыми опорами кольцевых (поперечных) сварных швов на общей длине не более 0,35nD, а при наличии подкладного листа — не более 0,5nD, где D — наружный диаметр сосуда. При этом перекрываемые участки сварных швов по всей длине должны быть проверены радиа­ционным контролем или ультразвуковой дефектоскопией.

В стыковых сварных соединениях элементов сосудов с раз­ной толщиной стенок должен быть обеспечен плавный переход от одного элемента к другому путем постепенного утонения кромки более толс­того элемента. Угол наклона поверхностей перехода не должен превы-

_ _ О

шать 20 .

Если разница в толщине соединяемых элементов составляет не более 30 % толщины тонкого элемента и не превышает 5 мм, то допус­кается применение сварных швов без предварительного утонения толс­того элемента. Форма швов должна обеспечивать плавный переход от толстого элемента к тонкому.

При стыковке литой детали с деталями из труб, проката или поко­вок необходимо учитывать, что номинальная расчетная толщина литой детали на 25—40 % больше аналогичной расчетной толщины стенки элемента из труб, проката или поковок, поэтому переход от толстого элемента к тонкому должен быть выполнен таким образом, чтобы толщина конца литой детали была не менее номинальной расчетной величины.

РАСПОЛОЖЕНИЕ ОТВЕРСТИЙ В СТЕНКАХ СОСУДОВ

Отверстия для люков, лючков и штуцеров должны распола­гаться, как правило, вне сварных швов.

Допускается расположение отверстий:

на продольных швах цилиндрических и конических обечаек со­судов, если диаметр отверстий не более 150 мм;

на кольцевых швах цилиндрических и конических обечаек сосу­дов без ограничения диаметра отверстий;

на швах выпуклых днищ без ограничения диаметра отверстий при условии 100 % проверки сварных швов днищ радиационным мето­дом или ультразвуковой дефектоскопией.

Сварные швы вварки штуцеров и люков должны выполняться с пол­ным проплавлением.

На торосферических (коробовых) днищах допускается рас­положение отверстий только в пределах центрального сферического сегмента. При этом расстояние от кромки отверстия до центра днища, измеряемое по хорде, должно быть не более 0,40 (D — наружный диа­метр днища).

МАТЕРИАЛЫ

Присадочные материалы, применяемые при изготовлении сосу­дов и их элементов, должны удовлетворять требованиям соответствую­щих стандартов или технических условий.

Использование присадочных материалов конкретных марок, а также флюсов и защитных газов должно производиться в строгом соответствии с техническими условиями на изготовление данного сосуда и инструк­цией по сварке.

Применение новых присадочных материалов, флюсов и защит­ных газов разрешается главным инженером предприятия после подт­верждения их технологичности при сварке сосуда, проверки всего комп­лекса требуемых свойств сварных соединений (включая свойства метал­ла шва) и положительного заключения специализированной научно­исследовательской организации по сварке.

Качество и свойства материалов и полуфабрикатов должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов и технических условий и быть подтверждены сертификатами предприятий-поставщи- ков. В сертификате должен быть указан также режим термообработки полуфабриката на предприятии-поставщике. При отсутствии или непол­ноте сертификата или маркировки предприятие-изготовитель сосуда должно провести все необходимые испытания с оформлением их резуль­татов протоколом, дополняющим или заменяющим сертификат постав­щика материала.

Углеродистая и низколегированная листовая сталь толщиной более 60 мм, предназначенная для изготовления сосудов, работающих под давлением свыше 10 МПа (100 кгс/см²), должна подвергаться полистному контролю ультразвуковым или другим равноценным мето­дом дефектоскопии. Методы и нормы контроля должны соответство­вать классу I по ГОСТ 22727-77.

Биметаллические листы толщиной более 25 мм, предназначен­ные для изготовления сосудов, работающих под давлением свыше 4 МПа (40 кгс/см²), должны подвергаться полистному контролю ультра­звуковой дефектоскопией или другим равноценным методом. Методы и нормы контроля сцепления плакирующего слоя должны соответство­вать 1 классу по ГОСТ 10885-85.

Необходимость ультразвукового контроля и класс сплошности сцепления слоев в других случаях устанавливается нормативно-техни­ческой документацией на сосуд.

Применение электросварных труб с продольным или спираль­ным швом допускается по стандартам Минхиммаша СССР и Минтяж- маша СССР при условии контроля шва по всей длине радиационной, ультразвуковой или другой равноценной им дефектоскопией.

Каждая бесшовная или сварная труба должна проходить гидравли­ческое испытание. Величина пробного давления при гидроиспытании должна быть указана в нормативно-технической документации на трубы. Допускается не производить гидравлическое испытание бесшовных труб, если они подвергаются по всей поверхности контролю физичес­кими методами (радиационным, ультразвуковым или им равноценным).

Поковки из углеродистых, низколегированных и среднелеги­рованных сталей, предназначенные длн работы под давлением свыше 6,3 МПа (63 кгс/см²) и имеющие один из габаритных размеров более 200 мм и толщину более 50 мм, должны подвергаться поштучному контролю ультразвуковым или другим равноценным методом.

Дефектоскопии должно подвергаться не менее 50 % объема конт­ролируемой поковки. Методика и нормы контроля должны соответст­вовать отраслевой нормативно-технической документации.

Отливки стальные должны применяться в термообработанном состоянии. Проверка механических свойств отливок проводится после термообработки.

Чугунные отливки из высокопрочного чугуна следует приме­нять термически обработанными.

Гайки и шпильки (болты) должны изготавливаться из сталей разных марок, а при изготовлении из сталей одной марки — с разной твердостью. При этом твердость гайки должна быть ниже твердости шпильки (болта).

Материал шпилек (болтов) должен выбираться с коэффициен­том линейного расширения, близким по значениям коэффициенту линей­ного расширения материала фланца. Разница в значениях коэффициента линейного расширения не должна превышать 10 %. Применение сталей с различными коэффициентами линейного расширения (более 10 %) допускается в случаях, обоснованных расчетом на прочность.

Допускается применять гайки из сталей перлитного класса на шпильках (болтах), изготовленных из аустенитной стали, если это предусмотрено нормативно-технической документацией.

В случае изготовления крепежных деталей холодным дефор­мированием они должны подвергаться термической обработке — отпуску.

Необходимость термической обработки резьбы, изготовленной методом накатки, регламентируется нормативно-технической докумен­тацией.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Сосуды и их элементы, работающие под давлением, должны изготавливаться на предприятиях, которые располагают техническими средствами, обеспечивающими качественное их изготовление в полном соответствии с требованиями настоящих Правил, стандартов, техничес­ких условий и имеют разрешение местных органов Госгортехнадзора,

Т.і' ;,*хч5дз*р. ЇССЇ 13

saeeemp В. I.

выданное в соответствии с "Инструкцией по надзору за изготовлением объектов котлонадзора", утвержденной Госгортехнадзором СССР.

На монтаж сосудов с применением сварки и вальцовки элементов, работающих под давлением, должно быть получено разрешение в мест­ном органе Госгортехнадзора до начала производства работ. Разрешение оформляется в соответствии с "Инструкцией о порядке выдачи раз­решения на право монтажа объектов котлонадзора", утвержденной Госгортехнадзором СССР.

На предприятии-изготовителе должен осуществляться входной контроль основных и сварочных материалов, полуфабрикатов на соот­ветствие их требованиям настоящих Правил, стандартов, технических условий и чертежа. Порядок проведения входного контроля регламен­тируется стандартом предприятия или инструкцией, утвержденных в установленном Министерством (ведомством) порядке.

ДОПУСКИ

При изготовлении сосудов и их элементов должны соблюдать­ся допуски, указанные в настоящем разделе.

Отклонение наружного (внутреннего) диаметра обечаек, цилиндрических отбортованных элементов днищ, сферических днищ, изготовленных из листов и поковок, не должно превышать ± 1 % номи­нального диаметра.

Относительная овальность а в любом поперечном сечении не должна превышать 1 %. Величина относительной овальности определяется по формулам:

в сечении, где отсутствуют штуцера и люки

а = ²>П7^т'-^{П> 100 %}

max ^ит in

в сечении, где имеются штуцера и люки

2 Ютах -0_min -0,02crt_

^а= Ъ 7Б~- ^{100 %}>

max min

где 0_тах, O_mjn — соответственно наибольший и наименьший наружные (внутренние) диаметры сосуда, м/и;

d — внутренний диаметр штуцера или люка, мм.

Величину относительной овальности для сосудов с отношением толщины стенки обечайки к внутреннему диаметру 0,01 и менее допус­кается увеличить до 1,5 %.

Относительная овальность для элементов сосудов, работающих под наружным давлением, не должна превышать 0,5 %.

Увод (угловатость) f кромок (рис. 1) в сварных швах не должен превышать f = 0,15 + 3 мм, но не более соответствующих вели­чин, указанных в табл. 2 для элементов сосудов.

обечаек

шаровых резервуаров и днищ из лепестков

конических днищ

независимо от D*

D < 5000

D > 5000

D < 2000

О > 2000

5

6

8

5

7

*D — внутренний диаметр, мм

Смещение кромок Ь листов (рис. 2), измеряемое по средин­ной поверхности, в стыковых соединениях, определяющих прочность сосуда, не должно превышать b — 0,1S, но не более 3 мм.

Смещение кромок в кольцевых швах, за исключением швов, выпол­няемых электрошлаковой сваркой, не должно превышать величин, приведенных в табл. 3. Смещение кромок в кольцевых швах, выполняе­мых электрошлаковой сваркой, не должно превышать 5 мм.

Рис. 2. Смещение кромок листов

Таблица 3

Толщина свариваемых листов S, мм

Максимально допустимые смещения стыкуемых кромок в кольцевых швах,мм

на монометаллических сосудах

на биметаллических сосудах со стороны коррозионного слоя

До 20

0,1 S +1

50 % от толщины плакирующего слоя

Свыше 20 до 50

0,15 S, но не более 5

Толщина свариваемых листов 5, мм

Максимально допустимые смещения стыкуемых кромок в кольцевых швах, мм

на монометаллических сосудах

на биметаллических сосудах со стороны коррозионного слоя

Свыше 50 до 100

0,045 + 3,5*

0,04 5 + 3, но не более толщины плаки­рующего слоя

Свыше 100

0,025 5 + 5*. но не более 10

0,0253 + 5, но не более 8 и не более толщины плакирующего слоя

* При условии наплавки на стыкуемые поверхности с уклоном 1:3 для свар­ных соединений, имеющих смещение кромок более 5 мм

Смещение кромок в стыковых сварных соединениях труб не должно превышать величин, приведенных в табл. 4.

Таблица 4

Толщина стенки трубы 5, мм

Максимально допустимые смещения кромок, мм

ДоЗ

0,2S

Свыше 3 до 6

0,15 +0.3

Свыше 6 до 10

0,155

Свыше 10 до 20

0,055 + 1

Свыше 20

0,1S, но не более 3

Допуски, не указанные в настоящем разделе, должны соот­ветствовать требованиям нормативно-технической документации (тех­ническим условиям или стандартам).

СВАРКА

Сварка сосудов и их элементов должна производиться в соот­ветствии с требованиями технических условий на изготовление сосудов, утвержденных инструкций или технологической документации.

Технологическая документация должна содержать указания по тех­нологии сварки металлов, принятых для изготовления сосудов и их элементов, применению присадочных материалов, видам и объему конт­роля, а также предварительному и сопутствующему подогреву и терми­ческой обработке.

Использование новых для данного вида изделия методов сварки разрешается главным инженером предприятия по согласованию со специализированной научно-исследовательской организацией после подтверждения их технологичности и проверки всего комплекса требуе­мых свойств сварных соединений.

К производству сварочных работ, включая прихватку и при- ^ варку временных креплений, допускаются сварщики, аттестованные в

соответствии с "Правилами аттестации сварщиков", утвержденными Госгортехнадзором СССР, и имеющие удостоверение установленной формы.

¹ Сварщики могут производить сварочные работы тех видов, которые указаны в их удостоверении.

Перед началом сварки должно быть проверено качество сбор­ки соединяемых элементов, а также состояние стыкуемых кромок и прилегающих к ним поверхностей. При сборке не допускается подгон­ка кромок ударным способом или местным нагревом.

Прихватки должны выполняться с применением присадочных материалов, предусмотренных технической документацией на сварку данного сосуда. Прихватки при дальнейшем проведении сварочных ра­бот удаляются или переплавляются основным швом.

Приварка временных креплений и удаление их после сварки основ­ного изделия должны производиться по технологии, исключающей об­разование трещин и закалочных зон в металле изделия.

Все сварочные работы при изготовлении сосудов и их элемен­тов должны производиться при положительных температурах в закры­тых помещениях.

При монтаже, доизготовлении на монтажных площадках, а также ремонте сосудов, эксплуатируемых вне помещений, допускается сварка при отрицательных температурах окружающего воздуха. При этом сварщик, а также место сварки должны быть защищены от непосредст­венного воздействия ветра и атмосферных осадков. Сварка при темпе-

_л о_

ратуре окружающего воздуха ниже О С должна производиться в соот­ветствии со стандартами, согласованными с Госгортехнадзором СССР.

Все сварные швы подлежат клеймению, позволяющему уста­новить сварщика, выполнявшего эти швы.

Клеймо наносится на расстоянии 20—50 мм от кромки сварного шва с наружной стороны. Если шов с наружной и внутренней сторон завари­вается разными сварщиками, клейма ставятся только с наружной сторо­ны через дробь: в числителе клеймо сварщика с наружной стороны шва, в знаменателе — с внутренней стороны. Если сварные соединения сосуда выполняются одним сварщиком, то допускается клеймо свар­щика ставить около таблички или на другом открытом участке.

У продольных швов клеймо должно находиться в начале и в конце шва на расстоянии 100 мм от кольцевого шва. На обечайке с продоль­ным швом длиной менее 400 мм допускается ставить одно клеймо. Для кольцевого шва клеймо должно выбиваться в месте пересечения кольцевого шва с продольным и далее через каждые 2 м, но при этом

должно быть не менее двух клейм на каждом шве. Клейма ставятся с наружной стороны. Клеймение продольных и кольцевых швов сосудов с толщиной стенки менее 4 мм допускается производить электрографом или несмываемыми красками.

Место клеймения заключается в хорошо видимую рамку, выпол­няемую несмываемой краской.

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА

Термической обработке подлежат сосуды, в стенках которых в процессе изготовления (при вальцовке, штамповке, сварке и т.д.) возможно появление недопустимых напряжений, а также сосуды, проч­ность которых достигается термообработкой.

Сосуды и их элементы из углеродистых и низколегированных марганцовистых сталей, изготовленные с применением сварки, штам­повки или вальцовки, подлежат обязательной термообработке, если:

номинальная толщина стенки цилиндрического или конического элемента днища, фланца или патрубка сосуда в месте их сварного соеди­нения более 36 мм для углеродистых сталей и более 30 мм для низко­легированных марганцовистых и кремнемарганцовистых;

толщина стенки з цилиндрических или конических элементов сосуда (патрубка), изготовленных из листовой стали вальцовкой, пре­вышает величину, вычисленную по формуле

S = 0,009(0+ 1200),

где О — минимальный внутренний диаметр, мм;

они предназначены для эксплуатации в средах, вызывающих коррозионное растрескивание;

днища независимо от толщины изготовлены холодной штам­повкой или холодным фланжированием;

днища и другие элементы штампуются (вальцуются) в горячую с окончанием штамповки (вальцовки) при температуре ниже 700 °С.

Сосуды и их элементы из следующих сталей: низколегирован­ного хромомолибденового, хромомолибденованадиевого типа; мартен- ситного класса и двухслойных с основным слоем из сталей этого типа и класса, изготовленные с применением сварки, должны быть термооб­работаны независимо от диаметра и толщины стенки.