Устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением

Испытания на ударный изгиб сварных соединений производятся для сосудов и их элементов с толщиной стенки 12 мм и более по п. 3 при температуре 20 °С, а по п. 4 — при рабочей температуре.

Из каждого контрольного стыкового сварного соединения должны быть вырезаны:

два образца для испытания на статическое растяжение;

два образца для испытания на статический изгиб или сплющи­вание;

три образца для испытания на ударный изгиб.

Испытания на статический изгиб контрольных стыков труб­чатых элементов сосудов с условным проходом труб менее 100 мм и толщине стенки менее 12 мм могут быть заменены испытанием на сплющивание.

Механические испытания сварных соединений должны выпол­няться в соответствии с требованиями государственных стандартов.

Временное сопротивление разрыву металла сварных швов при 20 °С должно соответствовать значениям, установленным в норма­тивно-технической документации на основной металл.

При испытании стальных сварных соединений на статический изгиб полученные показатели должны быть не ниже приведенных в табл. 7.

Таблица 7

Минимально допустимый угол изгиба, град

Тип, класс стали¹

Эпектродуговая, контактная и электрошлаковая сварка

Г аэовая сварка

При толщине свариваемых элементов, мм

не более 20

более 20

до 4

Углеродистый

Низколегированный марганцо­

100

100

70

вистый, кремнемарганцовистый Низколегированный хромомо­либденовый, хромомолибдено­

80

60

50

ванадиевый

50

40

30

Мартен ситный

50

40

—

Ферритный

50

40

—

Аустенитоферритный

80

60

-

Аустенитный

Сплавы на железоникелевой и

100

100

—

никелевой основе

100

100

—

¹ Подразделение сталей на типы и классы указаны в приложении 3.

Значение ударной вязкости стальных сварных соединений должно быть не ниже указанных в табл. 8.

тура

испыта­

ния,

°С

для всех сталей кроме ферритного, аустени- тоферритного и аусте­нитного классов

для сталей ферритного и аустенитоферритного классов

для сталей аустенит­ного класса

KCU

KCV

KCU

KCV

KCU

KCV

20 ниже минус 20

50 (5) 20 (3)

35 (3,5) 20 (2)

40 (4) 30 (3)

ЗО ІЗ) 20 (2)

70 (7) 30 (3)

50 (5) 20 (2)

Таблица 8

Темпера-

Ми ни мал ьное значение ударной вязкости, Дж/см² <кгс.м/см²)

При испытании сварных соединений труб на сплющивание показатели испытаний должны быть не ниже соответствующих мини­мально допустимых показателей, установленных государственными стандартами или техническими условиями для труб того же сортамента и из того же материала.

При испытании на сплющивание образцов из труб с продольным сварным швом последний должен находиться в плоскости, перпенди­кулярной направлению сближения стенок.

Показатели механических свойств сварных соединений долж­ны определяться, как среднеарифметическое значение результатов испы­тания отдельных образцов. Общий результат испытаний считается не­удовлетворительным, если хотя бы один из образцов при испытании на растяжение, статический изгиб или сплющивание показал результат, отличающийся от установленных норм в сторону снижения более чем на 10 %. При испытании на ударный изгиб результаты считаются неудов­летворительными, если хотя бы один образец показал результат ниже указанного в табл. 8. При температуре испытания ниже минус 40 °С допускается на одном образце снижение ударной вязкости до 25 Дж/см² (2,5 кгс.м/см²).

При получении неудовлетворительных результатов по одному из видов механических испытаний этот вид испытаний должен быть повторен на удвоенном количестве образцов, вырезаемых из того же контрольного стыка. В случае невозможности вырезки образцов из указанных стыков повторные механические испытания должны быть проведены на выполненных тем же сварщиком производственных сты­ках, вырезанных из контролируемого изделия.

Если при повторном испытании хотя бы на одном из образцов получены показатели, не удовлетворяющие установленным нормам, качество сварного соединения считается неудовлетворительным.

Предусмотренный настоящими Правилами объем механичес­ких испытаний и металлографических исследований сварных соединений может быть уменьшен предприятием-изготовителем по согласованию с местным органом Госгортехнадзора в случае серийного изготовления предприятием однотипных изделий при неизменном технологическом процессе, специализации сварщиков на определенных видах работ и вы­соком качестве сварных соединений, подтвержденном результатами контроля за период не менее шести месяцев.

Необходимость, объем и порядок механических испытаний сварных соединений литых и кованных элементов, труб с литыми дета­лями, элементов из сталей различных классов, а также других единичных сварных соединений устанавливаются по нормативно-технической доку­ментации, утвержденной или согласованной Минтяжмашем СССР или Минхиммашем СССР.

Металлографические исследования

Металлографическому исследованию должны подвергаться контрольные стыковые, тавровые и угловые сварные соединения сосу­дов и их элементов:

предназначенных для работы при давлении более 5 МПа (50 кгс/см²), или температуре выше 450 °С, или температуре ниже минус 40 °С, независимо от давления;

изготовленных из легированных сталей, склонных к подкалке при сварке; двухслойных сталей; сталей, склонных к образованию горячих трещин¹¹.

Металлографические исследования допускается не проводить для сосудов и их элементов толщиной до 20 мм, изготовленных из сталей аустенитного класса.

Образцы (шлифы) для металлографического исследования сварных соединений должны вырезаться поперек шва и изготовляться в соответствии с требованиями государственных стандартов или норма­тивно-технической документации Минхиммаша СССР или Минтяжмаша СССР.

Образцы для металлографических исследований сварных соединений должны включать все сечение шва, обе зоны термического влияния сварки, прилегающие к ним участки основного металла, а также подк­ладное кольцо, если таковое применялось при сварке и не подлежит удалению. Образцы для металлографических исследований сварных соединений элементов с толщиной стенки 25 мм и более могут вклю­чать лишь часть сечения соединения. При этом расстояние от линии сплавления до краев образца должно быть не менее 12 мм, а площадь контролируемого сечения 25 х 25 мм.

При изготовлении образцов для исследования тавровых и угловых сварных соединений трубных элементов контрольные соединения долж­ны разрезаться вдоль оси трубы (штуцера).

При получении неудовлетворительных результатов металлог­рафического исследования допускается проведение повторных испыта­ний на двух образцах, вырезанных из того же контрольного соединения.

■Ч В случае получения неудовлетворительных результатов при повтор­ных металлографических исследованиях швы считаются неудовлетво­рительными.

Если при металлографическом исследовании в контрольном

¹⁴ сварном соединении, проверенном ультразвуковой дефектоскопией

или радиационным методом и признанном годным, будут обнаружены недопустимые внутренние дефекты* которые должны были быть выяв­лены данным методом неразрушающего контроля, все производствен­ные сварные соединения, проконтролированные данным дефектоско- пистом, подлежат 100 %-ной проверке тем же методом дефектоскопии. При этом новая проверка качества всех производственных стыков должна осуществляться другим, более опытным и квалифицированным дефектоскопистом.

Необходимость, объем и порядок металлографических ис­следований сварных соединений литых и кованных элементов, труб с литыми деталями, элементов из стали различных классов, а также дру­гих единичных сварных соединений устанавливаются техническими ус­ловиями на изготовление или нормативно технической документацией, утвержденной или согласованной Минхиммашем СССР или Минтяжма- шем СССР.

Испытания на стойкость против межкристаллитной коррозии

Металл шва и зона термического влияния должны быть стой­кими против межкристаллитной коррозии для сосудов, изготовленных из сталей аустенитного, ферритного, аустенитно-ферритного классов и двухслойной стали с коррозионностойким слоем из аустенитных и ферритных сталей. Испытание на стойкость против межкристаллитной коррозии должны проводиться при наличии требований в технических условиях или техническом проекте.

Форма, размеры и количество образцов должны соответство­вать требованиям государственных стандартов.

‘ 4.6. ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ИСПЫТАНИЕ

Гидравлическому испытанию подлежат все сосуды после их изготовления.

Сосуды, имеющие защитное покрытие (эмалирование, футе­ровка) или изоляцию, подвергаются гидравлическому испытанию до наложения покрытия или изоляции.

Сосуды, имеющие наружный кожух, подвергаются гидравлическому испытанию до установки кожуха.

Гидравлическое испытание сосудов, за исключением литых, должно проводиться пробным давлением Р_пр, определяемым по фор­муле

[^ff] 2 0

^пр =1.25 Р

[о].

где Р — расчетное давление сосуда, МПа (кгс/см²), [а] ₂о. [а] _t — до­пускаемые напряжения для материала сосуда или его элементов соот­ветственно при 20 °С и расчетной температуре, МПа (кгс/см²).

[^СТ] 2 О

Отношение принимается по тому из использованных

материалов элементов (обечайки, днища, фланцы, крепеж, патрубки и др.) сосуда, для которого оно является наименьшим.

Гидравлическое испытание сосудов и деталей, изготовленных из литья, должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле

р ₌ т ₅р ^[gbo

^пр ' [C]_t ■

Испытание отливок разрешается проводить после сборки и сварки в собранном узле или готовом сосуде пробным давлением, принятым для сосудов, при условии 100 % контроля отливок неразрушающими методами.

Гидравлическое испытание криогенных сосудов, при наличии вакуума в изоляционном пространстве, должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле

Р = 1,25Р - 0,1 МПа (1,25Р - 1 кгс/см²).

Гидравлическое испытание вертикально устанавливаемых сосудов допускается проводить в горизонтальном положении при усло­вии обеспечения прочности корпуса сосуда, для чего расчет на прочность должен быть выполнен разработчиков проекта сосуда с учетом приня­того способа опирання в процессе гидравлического испытания.

При этом пробное давление следует принимать с учетом гидрос­татического давления, действующего на сосуд в процессе его эксплуа­тации.

В комбинированных сосудах с двумя и более рабочими полос­тями, рассчитанными на разные давления, гидравлическому испытанию должна подвергаться каждая полость пробным давлением, определяе­мым в зависимости от расчетного давления полости.

Порядок проведения испытания должен быть оговорен в техничес­ком проекте и указан в инструкции предприятия-изготовителя по монта­жу и эксплуатации сосуда.

При заполнении сосуда водой воздух должен быть удален полностью.

Для гидравлического испытания сосудов должна применяться вода с температурой не ниже 5 °С и не выше 40 °С, если нет других ука­заний в проекте.

Разность температур стенки сосуда и окружающего воздуха во вре- ^ мя испытания не должна вызывать выпадание влаги на поверхности

₁

стенок сосуда.

По согласованию с разработчиком проекта сосуда вместо воды может быть использована другая жидкость.

* 4.6.10. Давление в испытываемом сосуде следует повышать плавно.

Скорость подъема давления должна быть указана: для испытания сосуда на заводе-изготовителе — в технической документации; для испытания сосуда в процессе работы — в инструкции по монтажу и безопасной его эксплуатации.

Использование сжатого воздуха или другого газа для подъема давления не допускается.

Давление при испытании должно контролироваться двумя манометрами. Оба манометра выбираются одного типа, предела изме­рения, одинаковых классов точности, цены деления.

Время выдержки сосуда под пробным давлением устанавли­вается разработчиком проекта. При отсутствии указаний в проекте вре­мя выдержки должно быть не менее значений, указанных в табл. 9.

ТаблицаЭ

Толщина стенки сосуда, мм

Время выдержки, мин

До 50

10

Свыше 50 до 100

20

Свыше 100

30

Для литых и многослойных независимо от

толщины стенки

60

После выдержки под пробным давлением, давление сни­жают до расчетного, при котором производят осмотр наружной поверх­ности сосуда, всех его разъемных и сварных соединений.

Обстукивание стенок корпуса, сварных и разъемных соединений сосуда во время испытаний не допускается.

Сосуд считается выдержавшим гидравлическое испытание, если не обнаружено:

течи, трещин, слезок, потения в сварных соединениях и на основ­ном металле;

течи в разъемных соединениях;

видимых остаточных деформаций.

Сосуд и его элементы, в которых при испытании выявлены дефекты, после их устранения подвергаются повторным гидравличес­ким испытаниям пробным давлением, установленным Правилами.

Гидравлическое испытание, проводимое на предприятии- изготовителе, должно производиться на специальном испытательном стенде, имеющем соответствующее ограждение и удовлетворяющим требованиям безопасности и инструкции по проведению гидроиспытаний, утвержденной в порядке, установленном министерством (ведомством).

Гидравлическое испытание допускается заменять пневмати­ческим при условии контроля этого испытания методом акустической эмиссии.

Пневматические испытания должны проводиться по инструкции, предусматривающей необходимые меры безопасности и утвержденной главным инженером предприятия.

Пневматическое испытание сосуда проводится сжатым воздухом или инертным газом.

Величина пробного давления принимается равной величине проб­ного гидравлического давления. Время выдержки сосуда под пробным давлением устанавливается разработчиком проекта, но должно быть не менее 5 мин.

Затем давление в испытываемом сосуде должно быть снижено до расчетного и произведен осмотр сосуда с проверкой герметичности его швов и разъемных соединений мыльным раствором или другим способом.

Значение пробного давления и результаты испытаний зано­сятся в паспорт сосуда.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И УСТРАНЕНИЕ ДЕФЕКТОВ

В сварных соединениях сосудов и их элементов не допускаются следующие дефекты:

трещины всех видов и направлений, расположенные в металле шва, по линии сплавления и в околошовной зоне основного металла, в том числе микротрещины, выявляемые при микроисследовании;

непровары (несплавления) в сварных швах, расположенные в корне шва, или по сечению сварного соединения (между отдельными валиками и слоями шва и между основным металлом и металлом шва);

подрезы основного металла, поры, шлаковые и другие включения, размеры которых превышают допустимые значения, указанные в нор­мативно-технической документации Минхиммаша СССР или Минтяж- маша СССР; .

наплывы (натеки);

незаверенные кратеры и прожоги;

свищи;

смещение кромок свыше норм, предусмотренных настоящими Правилами.

Качество сварных соединений считается неудовлетворитель­ным, если в них при любом виде контроля будут обнаружены внутрен­ние или наружные дефекты, выходящие за пределы норм, установленных настоя.щими Правилами и техническими условиями.

Дефекты, обнаруженные в процессе изготовления, должны быть устранены с последующим контролем исправленных участков. Методы и качество устранения дефектов должны обеспечивать необ-

* ходимую надежность и безопасность работы сосуда.

ДОКУМЕНТАЦИЯ И МАРКИРОВКА

і

Каждый сосуд должен поставляться предприятием-изго- товителем с паспортом по форме, установленной Правилами¹ или ГОСТ 25773-83 (СТ СЭВ 289-82), и инструкцией по его монтажу и эксплуатации.