- Срок службы металлических труб водоснабжения: нормативный и фактический ресурс водопровода
- ТРУБЫ - вены инженерных систем
- Приказ Минэнерго РФ от 30.06.2003 N 275 "Об утверждении Инструкции по продлению срока службы трубопроводов II, III, IV категорий"
- Практика применения труб из полимерных материалов в инженерных сетях
Срок службы металлических труб водоснабжения: нормативный и фактический ресурс водопровода
Нет, это не пищеварительная система Чужого. Всего лишь внутренности старого водопровода
Сколько служат трубы из металла для водоснабжения? Сегодня нам предстоит порыться в поисках ответа на этот вопрос в нормативной документации и узнать, за счет чего сокращается ресурс трубопроводов. Приступим.
Огласите весь список
Для начала давайте вспомним, какие именно виды металлических труб применяются в системах холодного и горячего водоснабжения.
Собственно, в настоящее время их всего четыре:
- Черные стальные (водогазопроводные трубы ГОСТ 3262-75);
- Оцинкованные стальные, произведенные по тому же стандарту;
- Медные;
- Гофрированные нержавеющие.
Любопытно: еще несколько десятилетий назад магистрали холодного водоснабжения массово прокладывались чугунными трубами. Однако сейчас их практически полностью вытеснили напорные полиэтиленовые.
Чугунный водопровод, построенный больше двух веков назад, питает знаменитые фонтаны Петергофа
Черная сталь
Сталь ржавеет. Особенно быстро она ржавеет при длительном контакте с водой. Именно поэтому заложенный в нормативные документы ресурс стальных стояков и подводок, прямо скажем, не поражает длительностью.
Нормативный срок службы
Главный документ, устанавливающий нормативные сроки службы инженерных коммуникаций в жилом здании — ВСН (ведомственные строительные нормы) за номером 58-88, принятые в 1988 году. Они регламентируют сроки техобслуживания, реконструкции и ремонта зданий.
Документ регламентирует порядок ремонта и реконструкции зданий
В приложении №3 к документу приводятся следующие цифры:
Деструктивные факторы
Какие факторы ограничивают срок службы ВГП труб без антикоррозионного покрытия:
Стальные стояки водоснабжения. Первый свищ, заставивший мокнуть потолок, появился в перекрытии
Первые свищи появляются на продольных сварных швах (ВГП трубы ГОСТ 3262 — электросварные), на резьбах, где толщина стенок трубы минимальна, и в перекрытиях, где поверхность труб не вентилируется и (в случае стояков ХВС) непрерывно смачивается выпадающим на них конденсатом.
Скорость зарастания прямо пропорциональна жесткости воды в регионе: там, где она по пути к потребителю размывает осадочные породы, просвет в водопроводе уменьшается гораздо быстрее. Сужение просвета приводит к падению напора воды на подключенных к водопроводу на сантехнических приборах.
Диаметр стальных стояков подбирается с поправкой на уменьшение пропускной способности трубы из-за отложений
Чем больше толщина стенки, тем дольше труба сможет противостоять коррозии
Понятно, что усиленные до появления первых сквозных свищей прослужат дольше.
Заметьте: заросшую отложениями стальную подводку часто удается прочистить стальным тросиком или струной. Еще более эффективное разрушение отложений обеспечивается химической промывкой системы водоснабжения: щелочная или кислотная среда растворяет известь и окислы железа.
Химическая промывка способна преобразить старый водопровод
Реальный срок службы
На памяти автора минимальный срок беспроблемной службы стального водопровода ХВС в новом здании составил всего 10 лет. Дом строился и сдавался незадолго до распада Союза, в условиях жесткой экономии на стройматериалах и фактической неработоспособности советских норм и стандартов. Облегченные ВГП трубы, закупленные из соображений экономии, быстро и массово начали течь на сварных соединениях и резьбах.
Кстати: несмотря на одинаковый нормативный срок службы, указанный для черных стальных труб в системах ХВС и ГВС, трубы на холодной воде выходят из строя куда быстрее. Они интенсивно ржавеют благодаря выпадающему на их поверхности в жаркое время года конденсату и стремительно зарастают отложениями из-за отсутствия растворяющих известь и ржавчину присадок в питьевой воде.
На фото — типичное состояние стояка холодного водоснабжения после 20 лет службы
Старейшие инженерные системы из черной стали служат уже более полувека.
Помимо большой толщины стенок труб, их долгожительству способствуют:
- Низкий уровень влажности;
- Отсутствие конденсата на трубах ХВС;
- Периодическая покраска стояков и подводок;
- Низкое содержание минеральных солей в воде.
Оцинкованная сталь
Благодаря антикоррозионному покрытию оцинковка должна оказаться более долговечной по сравнению с черной сталью. Насколько?
Нормативный срок службы
Данные о нем мы можем найти в том же ВСН 58-88:
Фото позволяет сравнить состояние черных труб и оцинковки после хранения в одинаковых условиях
Деструктивные факторы
Как и почему оцинкованная труба металлическая для водоснабжения может выйти из строя?
Автор за время работы сантехником наблюдал единственный сценарий появления свищей на водопроводе из оцинковки: они возникали на сварном соединении. Строго говоря, варить оцинкованные трубы нельзя от слова «совсем»: в области шва цинк выгорает полностью. Видите ли, он испаряется уже при 900 градусах, а сталь плавится при 1400-1500.
В результате владелец оцинкованного водопровода, смонтированного на сварных соединениях, получает магистраль из коррозионно-нестойкого (хоть и местами) материала, но по вдвое более высокой цене.
Грубейшая ошибка: монтаж оцинкованного стояка водоснабжения выполнен на сварных соединениях
Как правильно монтировать оцинковку своими руками, чтобы обеспечить максимальный ресурс водопровода?
Вот инструкция, которой пользовались монтажники сантехнического оборудования в 50-60 годы прошлого века:
- Все соединения выполняются только и исключительно на резьбах (нарезанных вручную или на токарно-винторезном станке) с использованием чугунных резьбовых фитингов;
Оцинковка монтируется исключительно на резьбах
- Герметизация соединений выполняется сантехническим льном с пропиткой подмотки свинцовым суриком.
Зарастают ли оцинкованные трубы на водоснабжении? Отложения и ржавчина не задерживаются на их стенках, однако образование непроходимой для воды пробки при определенных обстоятельствах все же возможно. Это происходит так:
- В подводке водоснабжения (как правило, холодного) скапливается мусор — песок, окалина от сварки и чешуйки ржавчины. Засор формируется в том случае, если краны водоснабжения всегда открываются лишь частично, и скорость потока воды не позволяет ему унести мусор в смеситель и далее в канализацию;
Вместе с водой в трубы водоснабжения прилетает много мусора. Чтобы убедиться в этом, достаточно вскрыть аэратор смесителя
- Со временем скопление мусора цементируется известью и окисями железа, постепенно превращаясь в материал с прочностью камня.
Реальный срок службы
Автор статьи должен покаяться перед читателем: он не может назвать ни минимальный, ни максимальный срок службы оцинковки на водоснабжении. Дело в том, что ему ни разу не встречалась оцинкованная труба, нуждающаяся в замене из-за естественного износа.
Подводки и стояки, вскрывавшиеся после 50-70 лет эксплуатации, неизменно находились в безупречном состоянии и ничем не отличались от новых.
Оцинкованные стояки водоснабжения в подвале многоквартирного дома
Следующий металл в нашем списке — медь.
Медный водопровод: стильно и долговечно
Сколько способны прослужить эти металлические трубы для горячего водоснабжения? Каких-либо нормативных документов, устанавливающих конкретные сроки службы, не существует. Производители обещают туманные «50+» лет.
- Старейшие медные водопроводы служат уже больше века и по прежнему находятся в идеальном состоянии;
- Медь не деградирует со временем, не подвержена коррозии и боится лишь значительных механических воздействий: металл очень пластичен, а стенки труб имеют толщину всего лишь около миллиметра.
Деструктивные факторы
Как говорят в городе-герое Одессе, «таки их есть»:
- Срок службы медного водопровода может уменьшиться, если вместо пайки при его монтаже использовать пресс-фитинги с резиновыми уплотнительными кольцами. За 20-30 лет резина утрачивает эластичность (в первую очередь на горячей воде) и способна дать течи;
Пресс-фитинги для медных труб. Срок службы водопровода ограничен долговечностью уплотнительных колец
- К разрушению стенок медных труб может привести их банальная эрозия. При большой скорости потока песок и прочие взвеси стремительно разрушают мягкий металл;
Заметьте: проблема решается установкой фильтров грубой очистки и ограничением скорости потока воды значением в 2 м/с.
Фильтр грубой очистки на вводе в дом способен очистить воду от песка и взвесей
- Порвать медный водопровод теоретически могут гидроудар и замерзание в нем воды. Однако гидроудар должен быть прямо-таки экстремальным (разрушающее давление для медных труб равно 200 — 240 атмосферам), а разморозка должна повториться как минимум 5-6 раз: пластичность меди позволяет ей выдержать незначительное изменение диаметра или длины без разрушения.
Гофрированная нержавеющая труба
Сколько прослужит гофрированная нержавейка на водоснабжении?
По мнению одного из ведущих производителей, компании Lavita — бесконечно долго. Lavita прямо указывает для своей продукции неограниченный срок службы.
Характеристики гофрированный труб Лавита. Обратите внимание на максимальное давление и срок службы
Впрочем: силиконовые уплотнители в пресс-фитингах через 30 лет все-таки придется поменять. Эта работа не представляет сложности: фитинг разбирается для замены уплотнителя парой разводных ключей за 30-60 секунд.
Каков реальный срок службы нержавейки на водоснабжении, пока нельзя сказать просто-напросто из-за ограниченного времени ее эксплуатации.
Деструктивные факторы
Единственное, что способно нанести ущерб нержавеющему водопроводу — грубое механическое воздействие. Тонкие (всего 0,3 мм) стенки легко сминаются при сильном ударе.
Толщина стенок гофрированной трубы — всего треть миллиметра
А вот пресловутых гидроударов и разморозки можно не бояться:
- Сочетание прочности на разрыв в 210 атмосфер (по данным компании Lavita) в сочетании с гофрированием стенок, выполняющих роль демпфера, позволит водопроводу выдержать любой кратковременный скачок давления;
- При замерзании воды гофрирование позволит трубе удлиниться и вместить увеличившийся при кристаллизации объем льда без разрушения.
Благодаря гофрированию нержавеющая труба выдерживает без разрушения гидроудары и разморозку
Заключение
Сколько служат трубы из металла для водоснабжения? Сегодня нам предстоит порыться в поисках ответа на этот вопрос в нормативной документации и узнать, за счет чего сокращается ресурс трубопроводов.
Источник: moikolodets.ru
ТРУБЫ – вены инженерных систем
“Технологии строительства” №4, 2004 г
Без труб невозможно представить жизнь не только отдельного дома или предприятия, но и целых районов и городов. Трубы используются для перемещения холодной и горячей воды, для создания теплотрасс, систем канализации, для многих других целей. От качества труб зависит не только срок их службы, но и экология, как отдельного участка, так и страны в целом.
Протяженность сетей (в однотрубном измерении) в России впечатляет – она составляет более 1 млн. км! При этом порядка 30% (!) трубопроводов изношены настолько, что нуждаются в срочной замене и ремонте.
Давайте подробнее рассмотрим различных виды трубопроводов (водоснабжение, теплоснабжение, канализация), их состояние и проблемы, возникающие из-за их изношенности и низкого качества.
Трубопроводы водоснабжения
Общая протяженность водопроводных сетей составляет более полумиллиона км и примерно 30% из них нуждаются в замене и ремонте. Чем грозят старые заросшие ржавчиной стальные трубопроводы?
Во-первых: при дырявых трубопроводах невозможно обеспечить подачу воды от ее забора до крана без снижения качества. Загрязнение воды в процессе ее транспортировки происходит как продуктами коррозии, так и в результате подсоса грунтовых вод через неплотности. Загрязненная вода ухудшает здоровье и влияет на генетическом уровне на продолжительсность жизни каждого россиянина.
Во-вторых: зарастание внутренней поверхности трубопроводов влечет увеличение требеумой для перекачки энергии. Внутренние поверхности примерно 80% водопроводов имеют такие отложения, что их пропускная способность по сравнению с проектной снижается в 2-2,5 и даже в 3 раза! По расчетам Академии коммунального хозяйства, зарастание внутренней поверхности труб приводит к увеличению стоимости 1 м 3 воды до 50%, а затраты электроэнергии на производство и реализацию 1 м 3 воды на 30% выше среднеевропейского уровня.
В-третьих: через образовавшиеся отверстия в старых проржавевших трубопроводах вода поступает в грунт, вызывая повышение уровня грунтовых вод, которые в свою очередь способствуют коррозионному повреждению наружной поверхности трубопровода. Очевидно, что повышению уровня грунтовых вод вследствие утечек из трубопроводов угрожает и безопасности инженерных коммуникация и строений.
В-четвертых: потери воды в процессе ее транспортирования через дырявые трубопроводы, составляющие десятки процентов, приводят к тому, что потребитель вынужден оплачивать воду, которую он не получает. Россия ежегодно забирает из открытых и подземных источников для коммунальных, промышленных и сельскохозяйственных нужд около 80 млрд.м 3 воды. Если принять потери в размере 30% объема воды, подаваемой в сеть (25 млрд.м 3 ), а себестоимость 1 м 3 воды на уровне 30 руб., то стоимость ежегодно теряемой воды составит 225 млрд. руб.
Трубопроводы центрального теплоснабжения
По этим трубопроводам подается горячая вода для систем отопления и горячего водоснабжения.
Из примерно трети миллиона км сетей теплоснабжения (в однотрубном измерении) примерно шестая часть нуждаются в замене и ремонте. Очевидно, что в теплотрассах к проблемам, описанным при рассказе о трубопроводах для водоснабжения (зарастание и утечки) добавляется еще одна важнейшая составляющая – теплопотери при транспортировки горячей воды от источника тепла к его потребителю.
Об изношенности современных тепловых сетей говорят следующие, по истине удручающие, цифры:
- в ряде регионов на 100 км сетей приходится до 400 аварий,
- из-за утечек в сетях теряется без пользы свыше 70 млн. тонн условного топлива, общая стоимость которого (при стоимости 1 т. у. т. 2100 руб.) составляет 147 млрд. руб.
- по данным Ассоциации производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией, в стране ежегодно происходит около 300 тыс. аварий на теплосетях. При средней стоимости устранения одной аварии 30 тыс. руб. ежегодные затраты могут составить 9 млрд. руб.
- долговечность тепловых сетей в 1,5-2 раза ниже, чем за рубежом, и не превышает 12-15 лет.
Стоит заметить, что качество теплотрасс наиболее актуально именно для России, т.к. у нас самый высокий уровень централизованного теплоснабжения (до 80%).
Преобладающим способом прокладки тепловых сетей в Российской Федерации является прокладка в непроходных каналах с минераловатной теплоизоляцией (80%). Бесканальная прокладка, выполняемая из конструкций заводского изготовления с использованием изоляции из армопенобетона и битумосодержащих масс (битумоперлит, битумовермикулит, битумокерамзит), составляет 10% общей протяженности тепловых сетей.
Из-за увлажнения применяемых материалов в процессе эксплуатации теплозащитные свойства теплоизоляционных конструкций резко снижаются, что приводит к потерям тепла, в 2-3 раза превышающим нормативные.
Общие потери тепла в системах централизованного теплоснабжения составляют около 20% отпускаемого тепла, что в 2 раза превышает аналогичный показатель передовых стран Западной Европы.
Трубопроводы водоотведения (канализации)
Для водоотведения используется более 150 000 км трубопроводов из которых более 30% нуждаются в замене и ремонте. Изношенные и старые системы разгерметизированы, что создает опасность заражения водоемов. Кроме того, канализационные сети часто проложены рядом с водопроводными, а учитывая, что утечки есть и в тех и в других, то происходит подсос канализационных стоков или зараженного ими грунта и попадание их через водоносные слои в водопроводы. Изношенные подземные трубопроводы – одна из основных причин кишечных инфекционных болезней, о которых давно уже забыли в развитых странах!
Мы рассмотрели сложившуюся плачевную ситуацию. Вопрос: “Кто виноват?” оставим для других авторов и других публикаций, а здесь постараемся ответить на другой вечный вопрос:
Что делать?
Одна из основных проблем в том, что существующие в России инженерные сети примерно на 70% состоят из стальных труб.
Главное преимущество стальных труб – их прочность. Это имеет значение при перемещении по трубопроводам высоконапорных сред. В то же время, в жилищно-коммунальной сфере прочностные качества стальных труб используются не более чем на 30%. Таким образом, основное достоинство стальных трубопроводов оказывается практически ненужным, а недостатки (коррозия, а как следствие сквозные повреждения, потери перекачиваемой жидкости, подсос грунтовых вод, ухудшается качество транспортируемой воды, зарастание внутренней поверхности и снижение внутреннего сечения, а как следствие увеличение затрачиваемой энергии на перекачку воды и т.д.) отнимают массу средств.
Последние годы во всем цивилизованном мире стальные трубы вытесняются трубами из полимерных материалов. Это совсем не странно, ведь они не подвержены коррозии, а срок их службы во много раз превосходит “продолжительность жизни” стальных. Это наглядно видно в Таблице 1.
Приказ Минэнерго РФ от 30.06.2003 N 275 “Об утверждении Инструкции по продлению срока службы трубопроводов II, III, IV категорий”
Страница: 1 из 6
Утвердить прилагаемую Инструкцию по продлению срока службы трубопроводов II, III, IV категорий.
от 30 июня 2003 г. N 275
2 июня 2003 г. N БК-03-35/182
ИНСТРУКЦИЯ
ПО ПРОДЛЕНИЮ СРОКА СЛУЖБЫ
ТРУБОПРОВОДОВ II, III И IV КАТЕГОРИЙ
СО 153-34.17.464-2003
Настоящая Инструкция (СО 153-34.17.464-2003) разработана в соответствии с основными требованиями и положениями действующих в системе экспертизы промышленной безопасности нормативных документов (НД). Она распространяется на трубопроводы пара и горячей воды II, III и IV категорий с рабочими параметрами среды, установленными классификацией трубопроводов по категориям и группам, приведенной в таблице 1 РД-03-94 [1], расположенные в пределах территории электростанций, котельных и промышленных предприятий (Приложение А).
Инструкция устанавливает срок службы трубопроводов, основные технические требования к обследованию и продлению срока службы, определяет зоны, методы и объемы контроля, а также нормы и критерии оценки качества металла трубопроводов в пределах установленного срока службы, по истечении его и после аварии.
Термины и определения, применяемые в настоящей Инструкции, приведены в Приложении Б.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Контроль металла трубопроводов проводится в пределах установленного срока службы, по истечении его и после аварии.
1.2. Срок службы трубопровода устанавливается организацией-изготовителем и указывается в паспорте трубопровода.
При отсутствии такого указания срок службы устанавливается в следующих пределах:
– для трубопроводов пара II категории группы 1 – 150 тыс. ч (20 лет);
– для станционных трубопроводов сетевой и подпиточной воды (III или (и) IV категорий) – 25 лет;
– для остальных трубопроводов (II категории группы 2, III и IV категорий) – 30 лет.
Срок службы может устанавливаться экспертной организацией индивидуально для конкретного трубопровода.
1.3. Контроль трубопровода в пределах срока службы, выполняемый в соответствии с требованиями п. п. 5 и 6 РД-03-94 [1], включает:
– наружный осмотр трубопровода в рабочем и холодном состояниях с периодичностью, установленной главным инженером предприятия, но не реже одного раза в год;
– контроль неразрушающими методами за состоянием металла и сварных соединений трубопровода в соответствии с инструкцией владельца по его эксплуатации;
– техническое освидетельствование трубопровода.
Качество основного металла и сварных соединений должно удовлетворять нормам оценки качества соответствующих НД по изготовлению, монтажу и контролю металла трубопровода.
1.4. Обследование трубопровода, отработавшего срок службы, включает:
– анализ технической документации;
– контроль неразрушающими методами;
– исследование металла на вырезках, репликах;
– расчет на прочность;
Зоны, методы и объемы контроля приведены в разделе 4 и в программах контроля металла трубопроводов настоящей Инструкции (Приложения Д – К).
1.5. После аварии проводится досрочный (внеочередной) контроль трубопровода. Объем и методы контроля в соответствии с характером повреждений определяются экспертной организацией.
1.6. Эксплуатация трубопроводов сверх установленного срока службы может быть продлена после исправления дефектов (если они имели место) на основании положительных результатов контроля, лабораторных исследований, расчетов на прочность и гидравлических испытаний.
1.7. Возможность увеличения срока службы трубопровода, условия и параметры его дальнейшей эксплуатации устанавливаются в соответствии с разделом 6 настоящей Инструкции.
2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОВЕДЕНИЯ КОНТРОЛЯ
И ПРОДЛЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ ТРУБОПРОВОДОВ
2.1. Проведение работ по контролю и продлению срока службы трубопроводов организует организация – владелец трубопровода.
2.2. Обследование трубопроводов II, III, IV категорий в пределах установленного срока службы, по истечении его и после аварии проводят лаборатории неразрушающего контроля в установленном порядке.
2.3. Все виды неразрушающего контроля, измерения, определение механических свойств, исследование микроструктуры металла, расчеты на прочность проводятся в соответствии с требованиями действующих стандартов и других НД.
2.4. Контроль металла трубопроводов проводится либо по программам, приведенным в Приложениях Д – К настоящей Инструкции, в которых определены зоны, методы и объемы контроля, либо по индивидуальной программе, составленной на основе указанных выше программ с учетом конкретных особенностей трубопровода, его технического состояния и условий эксплуатации.
2.5. Выбор программы (см. Приложения Д – К настоящей Инструкции) или разработку индивидуальной программы обследования трубопроводов осуществляют экспертные организации.
Для трубопроводов III и IV категорий в пределах тепловых электростанций выбор программы или разработку индивидуальной программы обследования выполняют лаборатории (службы) металлов электростанций, электрогенерирующих компаний или энергоремонтных предприятий, проводящие контроль данных трубопроводов.
2.6. Для трубопроводов тепловых электростанций выбор программы (см. Приложения Д – К настоящей Инструкции) обследования трубопроводов II категории, отработавших установленный срок службы, а также трубопроводов независимо от категории, отработавших 40 лет и более или претерпевших аварию, осуществляют экспертные организации в установленном порядке.
2.7. Продление срока службы трубопроводов, за исключением указанных в п. 2.9, установление условий и параметров их дальнейшей эксплуатации осуществляют в соответствии с разделами 5 и 6 настоящей Инструкции экспертные организации в установленном порядке.
2.8. Продление срока службы трубопроводов II категории, расположенных на тепловых электростанциях, осуществляется в соответствии с установленным в системе управления промышленной безопасностью в теплоэнергетике порядком.
2.9. При обнаружении по результатам контроля трубопровода тепловой электростанции отклонений от требований РД-03-94 [1], технических условий (ТУ) на изготовление, несоответствия результатов контроля металла нормам и критериям качества раздела 5 настоящей Инструкции или при аварии трубопровода вопрос о возможности продления его эксплуатации решается экспертной организацией.
2.10. По результатам контроля трубопроводов специалистами по неразрушающему контролю оформляется первичная документация: акты, заключения, протоколы, формуляры, таблицы, схемы, рисунки, фотографии по форме, рекомендуемой НД на неразрушающий контроль. Рекомендуемые формы составления документации приведены в Приложении М настоящей Инструкции.
На основании первичной документации на выполненный контроль, а также результатов лабораторных исследований, расчетов на прочность и результатов гидравлических испытаний специалистами организаций, осуществляющих продление срока службы трубопроводов, составляется заключение экспертизы промышленной безопасности о техническом состоянии трубопровода с рекомендациями по допустимым параметрам и срокам дальнейшей его эксплуатации. Рекомендуемая форма заключения приведена в п. 7.3 настоящей Инструкции.
3. ПОДГОТОВКА К ПРОВЕДЕНИЮ КОНТРОЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ
3.1. Трубопровод, подлежащий контролю, выводится из работы, охлаждается, освобождается от рабочей среды и отключается заглушками от действующих установок, трубопроводов и других коммуникаций.
3.2. Дренажи на время проведения контроля должны оставаться открытыми. Обшивка, обмуровка и тепловая изоляция на участках проведения обследования трубопроводов, препятствующие контролю технического состояния, должны быть частично или полностью удалены; при необходимости должны быть сооружены леса или другие вспомогательные приспособления.
3.3. Для обеспечения доступа к внутренним поверхностям трубопроводов фланцевые соединения должны быть разъединены.
3.4. Наружные и внутренние поверхности трубопровода, подлежащие контролю, должны быть очищены от загрязнений. Зоны и объем контроля трубопровода определяются требованиями настоящей Инструкции, а качество подготовки поверхностей – требованиями НД на применяемые методы контроля.
3.5. При выполнении подготовительных работ и проведении контроля трубопроводов администрации и персоналу организации-владельца, а также лицам, осуществляющим контроль, следует руководствоваться требованиями действующих НД по технике безопасности и противопожарной безопасности.
3.6. Владелец трубопровода представляет организации, проводящей обследование, паспорт трубопровода, ремонтный и сменный журналы (при их наличии), предписания инспектора территориального органа Госгортехнадзора России, заключения по предыдущим обследованиям, прочие материалы, в которых содержатся данные по конструкции трубопровода, условиям эксплуатации, ремонтам и реконструкциям.
4. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ
4.1. Анализ технической документации
4.1.1. До начала контроля следует ознакомиться с эксплуатационно-технической документацией на трубопровод: паспортом, чертежами, исполнительной схемой, сменным и ремонтным журналами, формулярами, предписаниями инспекторов Госгортехнадзора России, относящимися к техническому состоянию трубопровода, результатами ранее выполненных обследований и прочими материалами, в которых могут содержаться данные о состоянии трубопровода.
4.1.2. Анализ эксплуатационной и технической документации проводится в целях детального ознакомления с конструкцией, материалами и особенностями изготовления, характером и конкретными условиями работы трубопровода, а также для предварительной оценки его технического состояния на протяжении всего срока эксплуатации.
4.1.3. Анализ технической и эксплуатационной документации включает:
– установление даты монтажа, пуска в эксплуатацию и регистрации трубопровода;
– анализ конструктивных особенностей трубопроводной системы, основных размеров деталей и сборочных единиц, материалов, из которых они изготовлены, технологии сварки и сварочных материалов, примененных при монтаже, а также сведений о проверке качества сварных соединений трубопровода после монтажа;
– анализ сведений по наладке опорно-подвесной системы и о дефектах в ней, выявленных в процессе эксплуатации (при наличии таких данных);
– оценку соответствия проектных технических характеристик фактическим условиям эксплуатации по температуре, давлению, рабочей среде, а также анализ особенностей эксплуатации (стационарного или переменного режимов работы, количества пусков-остановов и гидроиспытаний, возможности колебаний давления с размахом более 15% номинального значения и ориентировочной периодичности этих колебаний);
– анализ результатов технических освидетельствований, осмотров, гидравлических испытаний и обследований трубопровода, а также данных о повреждениях, ремонтах и реконструкциях.
При отсутствии необходимых сведений в документации на трубопровод допускается использовать информацию, полученную опросом обслуживающего персонала.
4.1.4. По результатам анализа эксплуатационно-технической документации и предварительных расчетов на прочность, если таковые необходимо проводить, определяются участки, элементы или (и) зоны элементов трубопроводов, работающие в наиболее напряженных условиях, и принимается решение о применении программы (см. Приложения Д – К настоящей Инструкции) или необходимости разработки и применения индивидуальной программы контроля.
4.2. Разработка программы обследования
4.2.1. Программы контроля трубопроводов наиболее распространенного назначения приведены в Приложениях Д – К настоящей Инструкции.
4.2.2. В программах определены участки, элементы трубопроводов, подлежащие контролю, а также указаны объемы и методы неразрушающего контроля, исследования механических свойств и микроструктуры металла на вырезках или репликах.
4.2.3. На основе приведенных в Приложениях Д – К настоящей Инструкции программ на каждый трубопровод или группу однотипных трубопроводов, работающих в одинаковых условиях, может разрабатываться индивидуальная программа контроля, учитывающая результаты анализа эксплуатационно-технической документации, в том числе: конструктивные особенности и конкретные условия эксплуатации трубопровода, технологию изготовления труб и элементов, возможность доступа для осмотра и возможность применения конкретного вида неразрушающего контроля, наличие или отсутствие аварий за период эксплуатации, их характер и причины, результаты предыдущих обследований и проверок, наличие ремонтов или реконструкций и др.
В индивидуальной программе должны быть определены участки, элементы и зоны элементов, подлежащие контролю; приведены объемы и методы неразрушающего контроля, а также указаны объемы лабораторных исследований, структуры и свойств металла трубопровода с назначением мест отбора проб, если таковые необходимо проводить.
4.2.4. Индивидуальную программу контроля следует разрабатывать в следующих случаях:
– при отсутствии типовой программы на данный конкретный вид трубопровода;
– если трубопровод отработал 40 лет и более или претерпел аварию;
– если при контроле состояния трубопровода были обнаружены дефекты, превышающие нормы, установленные правилами Госгортехнадзора России и техническими условиями на изготовление, или нормы и критерии согласно разделу 5 настоящей Инструкции.
4.3. Визуальный и измерительный контроль
Контроль трубопровода следует начинать с наружного осмотра трубопровода в горячем (рабочем) и холодном (после останова) состояниях.
4.3.1. Наружный осмотр трубопровода в горячем (рабочем) состоянии проводится в целях:
– проверки соответствия трассировки трубопровода монтажно-сборочному чертежу и (или) исполнительной схеме, а также выявления отсутствия или наличия таких дефектов трассировки трубопровода, как защемления, прогибы, провисания и др.;
– выявления наличия и исправности дренажей;
– проверки наличия и исправности указателей температурных перемещений (реперов) и соответствия их проекту;
– оценки состояния опорно-подвесной системы трубопровода с точки зрения исправности опор и подвесок.
К основным дефектам элементов опорно-подвесной системы относятся:
– обрыв тяг подвесок;
– искривление и заклинивание тяг;
– защемление пружинных блоков элементами обойм;
– неукомплектованность опор гайками и контргайками;
– выпадение и перекос катков, смещение скользящих и катковых опор с опорных поверхностей;
– заклинивание опорных поверхностей;
– проскальзывание опор в хомутах;
– отсутствие стопорящих сухарей в неподвижных опорах;
– трещины в сварных швах приварки опор к элементам трубопровода и др.
Обнаруженные дефекты в элементах опорно-подвесной системы трубопровода должны быть устранены ремонтом или заменой дефектных элементов.
4.3.2. Наружный осмотр трубопровода в холодном состоянии (после останова) производится с проверкой исправности (целостности) обшивки и тепловой изоляции. При обнаружении повреждения обшивки (изоляции) и вследствие этого следов протечки рабочей среды, а также участков интенсивного намокания изоляции от внешних источников следует удалить соответствующие места изоляции, после чего провести визуальный контроль освобожденных участков наружной поверхности трубопровода. Необходимо предусматривать технические мероприятия, предотвращающие намокание участков трубопровода от внешних источников при его последующей эксплуатации.
4.3.3. Визуальный контроль наружной и выборочно внутренней поверхностей элементов трубопровода, а также измерительный контроль проводится в целях обнаружения и определения размеров дефектов: поверхностных трещин, коррозионных или коррозионно-усталостных повреждений, эрозионного износа, выходящих на поверхность расслоений, дефектов сварки, механических повреждений, вмятин, выпучин и других дефектов, образовавшихся при изготовлении, монтаже, в процессе эксплуатации и при ремонте трубопровода.
Для проведения визуального контроля наружных поверхностей все контролируемые сварные соединения, прилегающие к ним зоны основного металла, а также гибы и другие контролируемые элементы должны быть полностью освобождены от тепловой изоляции; контролируемые участки поверхности должны быть зачищены металлическими щетками или (и) абразивным кругом. При выполнении визуального контроля целесообразно зачищать отдельные участки поверхности, а при необходимости протравить их. Рекомендуется использовать лупу и местную подсветку. При визуальном осмотре внутренней поверхности трубопроводов, труднодоступной для прямого обзора, следует использовать эндоскопы, перископы (например, прибор типа РВП) или простейшие приспособления в виде штанги с закрепленными на ней зеркалом и источником света.
Визуальный контроль внутренней поверхности участков трубопровода проводится через демонтированные разъемные соединения трубопровода. При необходимости выполняется разрезка трубопровода на контролируемом участке с последующим осмотром внутренней поверхности в обоих направлениях. На трубопроводах IV категории допускается проводить визуальный контроль внутренней поверхности труб с наружным диаметром не менее 700 мм через специальное отверстие в стенке трубы. Технология вырезки отверстия и приварки вставки приведена в Приложении Л. Контрольный участок выбирается по результатам визуального наружного осмотра или с учетом конкретных условий эксплуатации: в зонах наибольшего коррозионного или эрозионного повреждения металла.
При обнаружении в результате визуального и измерительного контроля недопустимых дефектов (см. раздел 5 настоящей Инструкции) расположение, количество и размеры этих дефектов должны быть подробно описаны или указаны на прилагаемой схеме (формуляре).
По результатам наружного осмотра в горячем и холодном состояниях, визуального и измерительного контроля программа обследования трубопровода может быть уточнена (дополнена).
4.3.4. Визуальному контролю наружных поверхностей подвергаются следующие элементы и участки трубопроводов:
а) криволинейные элементы – гибы, отводы, секторные колена. Обязательному контролю подлежат первые по ходу движения среды колена за регулирующей и дросселирующей арматурой, колена байпасных линий, в зонах установки дроссельных устройств и на тупиковых (или временно неработающих) участках, а также колена, расположенные вблизи неподвижных опор. Колена контролируются на обнаружение трещин, коррозионных язв, раковин, механических повреждений, в том числе рисок, в первую очередь в зоне наружного обвода гиба (в растянутой его части). На внутреннем обводе гиба обращается внимание на плавность контура линии обвода; при обнаружении волнистости поверхности измеряется высота неровностей. На секторных отводах контролируются продольные и поперечные сварные швы, повышенное внимание уделяется местам пересечения швов;
в) фланцы (включая фланцевые разъемы арматуры). В обязательном порядке контролируются фланцы, расположенные вблизи неподвижных опор, в том числе соблюдение правильной геометрии (отсутствие деформаций) фланца, а также зона сварного соединения в целях обнаружения трещин и недопустимых дефектов сварки в виде подрезов, ослабления катета шва, чрезмерного снижения радиуса перехода от шва к основному металлу; проверяются также укомплектованность фланцев болтами, достаточность длины болтов и соответствие их диаметра проекту. Визуальный контроль уплотнительных поверхностей фланцев и состояния прокладок проводится после разборки фланцевого разъема. Выбор контролируемых фланцевых разъемов осуществляется по результатам осмотра или на основании анализа условий и опыта эксплуатации;
г) переходы, в том числе лепестковые, т.е. переходы с продольными сварными швами. Обращается внимание на зоны сопряжения конической поверхности с цилиндрическими поверхностями, при наличии сварных (лепестковых) переходов контролируется качество продольных сварных соединений;
е) заглушки (донышки) любой конструкции. Проверяется отсутствие прогиба (выпучивания) заглушки и качество сварного соединения;
ж) линзовые компенсаторы. Контролируется качество поверхности линз и сварных соединений, проверяется укомплектованность стяжных устройств (при их наличии), обращается внимание на состояние ребер жесткости стяжных устройств и конструктивные зазоры на стяжных шпильках;
з) резьбовые соединения на дренажах. Контроль проводится после разборки соединения; проверяется качество резьбы на предмет обнаружения трещин, срывов, выкрашивания, коррозионного износа резьбы, при необходимости для контроля используются резьбовые калибры;
и) прямые участки трубопроводов. Контролируются участки, примыкающие на длине 500 мм к перечисленным в пп. “а”, “б”, “в”, “г”, “д”, “е”, “ж” элементам, и участки на длине не менее 500 мм в окрестности неподвижных опор. Проверяется отсутствие или наличие защемлений трубопровода, в том числе в горячем (рабочем) состоянии, в местах прохода трубопровода через стенки зданий, площадки, вблизи колонн и ферм несущих металлоконструкций;
к) сварные соединения (стыковые и угловые) труб с коленами (гибами, отводами), тройниками, переходами, арматурой, компенсаторами, а также сварные швы заглушек, врезок в трубопровод, швы приварки фланцев и сварные соединения, ближайшие к неподвижным опорам трубопровода. Визуальный контроль сварных соединений проводится в целях обнаружения дефектов в виде трещин, пористости, подрезов, свищей, прожогов, незаплавленных кратеров, чешуйчатости поверхности, несоответствия размеров швов требованиям технической документации. При осмотре сварных соединений элементов из перлитных сталей, выполненных с применением аустенитных электродов, повышенное внимание обращается на зону сплавления (линию перехода от основного к наплавленному металлу).
4.3.5. При измерительном контроле выполняются следующие операции:
4.3.5.1. Измерения протяженности основных трасс и значимых ответвлений, расстояний между опорами и подвесками, высоты и диаметра прутка пружин пружинных подвесок.
4.3.5.2. Измерения температурных перемещений. Анализируется и устанавливается соответствие фактических перемещений расчетным.
Примечание. Измерения по п. п. 4.3.5.1 и 4.3.5.2 настоящей Инструкции проводятся при необходимости выполнения поверочного расчета трубопровода на самокомпенсацию и весовые нагрузки.
4.3.5.3. Измерения по проверке уклонов трубопроводных линий на трубопроводах, претерпевших аварию, обусловленную гидроударами. Измерения выполняются с использованием гидроуровня, ватерпаса или других приборов (например, теодолита).
4.3.5.4. Измерения радиуса колен (гибов) диаметром 108 мм и более. Измерения допускается проводить с помощью рулетки и двух угольников, а также других приспособлений или устройств с точностью измерений +/- 2 мм. Радиус (R) гибов с углом 90° допускается определять измерением длины хорды (L) по формуле:
Если в технической документации на трубопровод имеются сведения о радиусе гибов, указанные измерения можно не проводить.
Для измерения диаметров рекомендуется использовать мерную скобу, кронциркуль или штангенциркуль с удлиненными губками; точность измерений должна быть +/- 0,5 мм.
На литых, штампованных, штампосварных и секторных коленах определять овальность не требуется.
4.3.5.6. Измерения максимальных размеров вмятин (выпучин) (в случае их обнаружения в стенках элементов трубопровода) по поверхности элемента в двух (продольном и поперечном) направлениях (m и n соответственно) и максимальной их глубины. Глубина (дельта) вмятины (выпучины) отсчитывается от образующей недеформированного элемента. По выполненным измерениям определяется относительный прогиб в процентах:
4.3.5.7. Измерения выявленных в основном металле и сварных соединениях дефектов типа трещин, коррозионных язвин, раковин, выходящих на поверхность, расслоений и других дефектов.
4.3.6. Зоны и объемы визуального и измерительного контроля для каждого трубопровода предусмотрены в программах настоящей Инструкции (см. Приложения Д – К).
4.4. Неразрушающий контроль сварных соединений трубопроводов
4.4.1. Дефектоскопия сварных соединений трубопроводов в целях выявления внутренних дефектов (трещин, непроваров, пор, шлаковых включений и др.) проводится ультразвуковым (УЗК) или радиографическим (РГК) методами контроля.
4.4.2. Контроль следует проводить в соответствии с требованиями действующих стандартов и других НД на данный метод.
4.4.3. При РГК следует обеспечить чувствительность по действующему стандарту на уровне класса 2.
4.4.4. Контролю УЗК или РГК методами в объеме программ подлежат:
а) трубопроводы II, III и IV категорий:
– стыковые соединения труба с трубой трубопроводов с наружным диаметром более 76 мм;
– угловые и стыковые соединения труб с литыми, коваными и штампованными деталями трубопроводов с наружным диаметром более 76 мм;
– сварные соединения линзовых компенсаторов (при их наличии);
– продольные швы штампосварных колен, а также продольные и поперечные швы секторных отводов;
– продольные швы сварных переходов;
– сварные соединения из разнородных сталей;
б) сварные соединения, подвергаемые визуальному контролю, в первую очередь те из них, качество которых по результатам визуального осмотра вызывало сомнения. Обязательному включению в контрольную группу подлежат сварные соединения, ближайшие к неподвижным опорам.
4.4.5. Допускается на трубопроводах IV категории с наружным диаметром не более 219 мм для оценки качества сварных соединений заменять УЗК или РГК на металлографические исследования вырезок сварных стыков. Отбор стыков для вырезки и оценка их качества производятся по результатам визуального контроля.
4.4.6. Для соединений, выполненных с конструктивным непроваром, УЗК заменяется на РГК или (при невозможности организовать последний) на контроль методом магнитопорошковой (МПД) или цветной (ЦД) дефектоскопии в сочетании с измерительным контролем размеров и формы шва.
4.4.7. Оценку качества сварных соединений по результатам их дефектоскопии следует производить согласно требованиям соответствующих НД на конкретный метод контроля.
4.4.8. При неудовлетворительных результатах контроля хотя бы одного стыка в контролируемой группе соединений контролю подвергается удвоенное количество соединений данной группы. При неудовлетворительных результатах повторного контроля (хотя бы одного стыка) проводится контроль соединений в объеме 100%.
4.4.9. При разработке индивидуальных программ контроля трубопроводов в них следует указывать конкретное количество подлежащих контролю сварных соединений согласно схеме.
4.4.10. Объемы дефектоскопии сварных соединений предусмотрены в программах, приведенных в Приложениях Д – К настоящей Инструкции.
4.4.11. Результаты дефектоскопии сварных соединений трубопроводов следует оформлять в виде заключений или протоколов. Обозначение контролируемых соединений должно соответствовать прилагаемой схеме (формуляру).
4.5. Дефектоскопия поверхности элементов трубопроводов
4.5.1. Дефектоскопию наружной поверхности трубопроводов в целях выявления и определения размеров и ориентации поверхностных и подповерхностных трещин, выходящих на поверхность расслоений, и других дефектов в сварных соединениях и основном металле элементов трубопроводов, следует выполнять методами ЦД, МПД или вихретоковой (ТВК) дефектоскопии.
Контроль металла гибов трубопровода в целях выявления трещин и других дефектов (как правило, коррозионно-усталостного происхождения) на внутренней поверхности следует выполнять методом УЗК.
4.5.2. Контроль наружной или при необходимости внутренней (в особых случаях) поверхностей элементов трубопроводов методами ЦД, или МПД, или ТВК следует осуществлять в соответствии с требованиями действующих НД на эти методы контроля. Дефектоскопия металла гибов методами МПД и УЗК проводится в установленном соответствующими НД порядке. Применяемые для контроля вихретоковые дефектоскопы должны отвечать требованиям действующих стандартов, а методика их использования должна быть согласована в установленном порядке.
4.5.3. Контроль поверхности трубопроводов проводится в местах, указанных в программе контроля, в которой отмечены те участки, где по результатам визуального контроля или анализа опыта эксплуатации возможно образование трещин или других дефектов, а также в местах выборок трещин и ремонтных заварок.
4.5.4. Обязательному контролю методами ЦД, или МПД, или ТВК должны подвергаться стыковые и угловые сварные соединения труб с литыми, коваными и штампованными деталями трубопроводов II категории наружным диаметром более 133 мм, работающих при температуре выше 400 °С. Контроль следует проводить на тех же соединениях, на которых выполняется проверка методами УЗК или РГК.
Обязательному контролю методами ЦД или ТВК подлежат композитные сварные соединения элементов трубопровода с наружным диаметром 76 мм и более.
4.5.5. Контролю методами МПД и УЗК подлежат гибы трубопроводов с наружным диаметром 76 мм и более в объемах, предусмотренных программами контроля (см. Приложения Д – К настоящей Инструкции).
Контроль гибов трубопроводов проводится в целях выявления трещин и других недопустимых дефектов металла на внешней и внутренней поверхностях растянутой и нейтральных зон гибов.
Контроль ведется по всей длине гнутой части гиба на его участке, составляющем 2/3 от всей поверхности гнутой части (т.е. на 2/3 окружности трубы), включая растянутую и нейтральные зоны.
При обнаружении недопустимых дефектов хотя бы на одном из гибов контролируемой группы гибы данного типоразмера подвергаются дополнительному контролю в удвоенном объеме. При обнаружении и подтверждении наличия недопустимых дефектов хотя бы в одном из гибов проводится дополнительный контроль гибов данного типоразмера в объеме 100%. Подтверждение наличия дефектов на внутренней поверхности гибов осуществляется путем их вырезки и последующего внутреннего осмотра.
4.5.7. Результаты контроля поверхности участков и элементов трубопровода методами ТВК, ЦД, МПД и УЗК следует оформлять в виде заключений или протоколов в соответствии с нормативными требованиями по каждому виду контроля. В этих документах следует приводить описание размеров, формы и месторасположения выявленных дефектов. Расположение контролируемых участков трубопровода и обнаруженных дефектов следует изображать на прилагаемой схеме (формуляре).
4.6. Неразрушающий контроль толщины стенки
4.6.1. Измерение толщины стенки элементов трубопроводов рекомендуется выполнять ультразвуковыми приборами, отвечающими требованиям действующих стандартов, или методом РГК.
4.6.2. Измерение толщины стенки проводится в целях определения количественных характеристик утонения стенки элементов трубопровода в процессе его эксплуатации. По результатам толщинометрии определяется скорость коррозионного или коррозионно-эрозионного износа стенок и устанавливается расчетом на прочность допустимый срок эксплуатации изношенных элементов, или (и) уровень снижения рабочих параметров, или (и) объем проведения восстановительного ремонта.
4.6.3. Толщину стенки следует измерять на участках (элементах) трубопровода, работающих в наиболее сложных условиях с точки зрения интенсивности коррозионно-эрозионного износа металла: коленах, тройниках, врезках, местах сужения трубопровода, перед арматурой и после нее, местах скопления жидкости (застойные зоны и дренажи), а также на участках интенсивного намокания изоляции или подтопления трубопровода.
Расположение контрольных точек и объемы контроля толщины стенки элементов трубопровода определяются программами контроля (см. Приложения Д – К).
4.6.4. Измерениям толщины стенки подвергаются следующие элементы и участки трубопровода с наружным диаметром 76 мм и более или 50 мм и более:
а) гибы (колена) трубопроводов. Измерение толщины стенки на каждом гибе выполняется в трех его сечениях: в центральном (ось симметрии в плоскости гиба) и еще в двух по разные стороны от него на расстоянии, составляющем приблизительно 1/3 расстояния от центральной оси гиба до начала прямого участка. В каждом контрольном сечении гиба измерения проводятся в трех точках: в растянутой зоне (наружный обвод) и в каждой нейтральной зоне. На штампосварных коленах толщину стенки следует измерять также со стороны внутреннего обвода. Измерения толщины стенки секторных отводов выполняются по внутреннему их обводу – не менее одной контрольной точки на каждом секторе, включая примыкающие прямые участки;
в) переходы. Контроль следует проводить на концевых цилиндрических частях переходов (с двух сторон) в четырех точках, расположенных примерно через 90° по окружности, одна из которых должна находиться на нижней образующей. Для переходов с постоянной толщиной стенки допускается проводить измерения в центральном сечении (т.е. в конусной части) перехода в четырех диаметрально противоположных точках. Лепестковые (сварные) переходы контролируются в полном объеме: на каждый лепесток должно приходиться не менее одной точки измерения;
д) плоские заглушки (донышки) трубопроводов. Измерения проводятся в центральной части заглушки и примерно посредине каждого из четырех радиусов, разнесенных примерно через 90° по окружности;
е) линзовые компенсаторы. Контролируется толщина стенки линз не менее чем в четырех точках по окружности;
ж) прямые участки трубопроводов. Измерения толщины стенки на прямых участках трубопроводов следует проводить в местах поворотов трассы, сужений, врезок, в том числе дренажных отводов, в местах установки тройников и арматуры, а также на байпасных, застойных или временно не работающих участках. Толщину стенки в местах установки гибов, переходов, врезок, тройников, компенсаторов и арматуры следует контролировать с обеих сторон от указанных элементов (узлов) на расстоянии не более пяти наружных диаметров трубы от линии стыка (сварного или разъемного) с данным элементом. На прямых участках трубопроводов толщину стенки следует измерять с интервалом не более:
– 15 м для трубопроводов протяженностью менее 150 м;
– 30 м (но не менее 8 контрольных сечений) для трубопроводов протяженностью более 150 м, но менее (или равной) 400 м;
– 40 м (но не менее 12 контрольных сечений) для трубопроводов протяженностью более 400 м.
Толщина стенки трубы в контрольном сечении измеряется в четырех точках, одна из которых должна располагаться на нижней образующей (для горизонтальных участков).
4.6.5. Результаты измерений толщины стенки трубопроводов требуется оформлять в виде протоколов или в форме таблиц, содержащих название или (и) номер элемента, номер точки измерения и результат измерения. Рекомендуемое расположение контрольных точек на элементах трубопроводов показано на приведенных в приложении В (не приводится) схемах.
4.6.6. Объемы контроля толщины стенки трубопроводов определяются программами контроля (см. Приложения Д – К настоящей Инструкции).
4.7. Определение химического состава, механических
свойств и структуры металла методами неразрушающего
контроля или лабораторными исследованиями
4.7.1. Исследования химического состава, механических свойств и структуры металла следует выполнять для установления соответствия качества стали или сварного соединения требованиям действующих НД, а также для выявления возможных дефектов в структуре металла или изменений служебных характеристик материала, возникших вследствие длительной эксплуатации или нарушений нормальных условий работы.
4.7.2. Исследования механических свойств и структуры металла следует проводить неразрушающими методами контроля, а в необходимых случаях – на образцах, изготовленных из вырезок (проб) металла трубопровода.
4.7.3. Контроль твердости следует выполнять с помощью переносных приборов (твердомеров) в соответствии с требованиями НД и инструкции по эксплуатации прибора. Для косвенной (приближенной) оценки временного сопротивления или условного предела текучести допускается применять формулы перевода величин твердости в прочностные характеристики металла, рекомендуемые НД. Определение твердости следует проводить на элементах или участках линий трубопроводов с толщиной стенки (номинальной) не менее 8 мм, при этом участки контроля твердости рекомендуется располагать над жесткими опорами. Количество точек измерения твердости и их расположение должны быть указаны в программе диагностирования трубопровода, а результаты измерения твердости должны быть обобщены и представлены в виде протокола или заключения.
4.7.4. Исследования микроструктуры основного металла и сварных соединений неразрушающими или частично разрушающими методами следует выполнять на репликах или сколах. Рекомендуется исследовать микроструктуру при 100- и 500-кратном увеличении. Исследования структуры металла проводятся, как правило, в околошовных зонах сварных соединений (методом реплик или на сколах) и при необходимости на гибах (методом реплик). Металлографические исследования проводятся в целях оценки структурного состояния металла, в первую очередь для выявления графитизации в зонах термовлияния сварных соединений. Контроль состояния металла элементов трубопровода методом реплик выполняется для оценки микроповрежденности металла и изучения изменений его структуры. Отбор скола допускается производить на элементах трубопровода с толщиной стенки не менее 7 мм. Максимальная глубина выемки от скола не должна превышать 2 – 2,5 мм.
4.7.5. Исследования структуры и свойств основного металла и сварных соединений являются обязательными после исчерпания установленного срока службы для трубопроводов II категории из углеродистых, молибденовых и кремнемарганцовистых сталей, работающих при температуре выше 390 °С.
Для указанных трубопроводов исследования состава, структуры и свойств металла проводятся на образцах из вырезки (не менее одной вырезки из трубопровода). Вырезается участок сварного стыка (“катушка”) между прямой трубой и гибом трубопровода, включая примыкающие к сварному шву участки трубы и гиба. Вырезке подлежит один из первых по ходу пара стыков основной линии трубопровода. Исследования металла на вырезке должны быть дополнены металлографическим анализом методом реплик или сколов околошовных зон сварных соединений трубопровода, а в необходимых случаях и гибов .
Неразрушающий анализ структуры металла гибов выполняется только методом реплик.
4.7.6. Исследования химического состава, механических свойств и структуры основного металла или (и) сварного соединения на образцах вырезок из трубопровода следует проводить в следующих случаях (дополнительно к указанному в п. 4.7.5):
а) при неудовлетворительных результатах измерения твердости металла переносным прибором;
б) при обнаружении аномальных изменений в микроструктуре металла по данным металлографического анализа на сколах или репликах;
в) при необходимости установления причин возникновения дефектов металла, влияющих на работоспособность трубопровода;
г) при нарушении режимов эксплуатации, вследствие которого возможны изменения в структуре и свойствах металла, деформации и разрушения элементов трубопровода или появление других недопустимых дефектов;
д) при отсутствии в технической документации сведений о марке стали элементов трубопровода или использовании при ремонте (или монтаже) трубопровода материалов или полуфабрикатов, на которые отсутствуют сертификатные данные;
е) если исследования механических свойств и структуры металла на вырезках из трубопровода при его эксплуатационном обследовании предусмотрены действующими производственно-техническими документами (инструкциями по эксплуатации, регламентами и т.п.) или проектом.
Примечание. По п. 4.7.6 “д” применительно к трубопроводам IV категории допускается проводить идентификацию марки стали изготовления трубопровода без вырезки из него образцов металла.
4.7.7. Вырезку пробы из трубопровода допускается производить огневым способом с последующим удалением механическим способом слоя металла от кромки реза шириной не менее 25 мм. Размер вырезанной пробы (“катушки”) определяется конкретными задачами проводимого исследования, но во всех случаях длина ее должна быть не менее 150 мм (после механической обработки).
4.7.8. Химический состав определяется методами аналитического или спектрального анализа в соответствии с требованиями действующих НД.
Для контроля состава легированных сталей допускается применять стилоскопирование переносным прибором.
4.7.9. Механические свойства основного металла и сварных соединений на вырезках определяются по испытаниям образцов на растяжение и ударный изгиб в соответствии с требованиями действующих стандартов.
4.7.10. Результаты определения химического состава и механических свойств должны быть оформлены в виде протоколов. Микроструктура металла должна быть представлена на фотографиях, должно быть дано описание ее характерных особенностей.
Примечание. Контроль трубопроводов IV категории в соответствии с п. п. 4.3 – 4.7 настоящей Инструкции проводится на участках трубопровода с наружным диаметром 108 мм и более.
4.8. Гидравлическое исследование трубопровода
4.8.1. Гидравлическое испытание является завершающей операцией контроля трубопровода, осуществляемой с целью проверки плотности и прочности всех его элементов, работающих под давлением.
4.8.2. Гидравлическое испытание следует проводить при положительных результатах контроля или после устранения обнаруженных дефектов в соответствии с требованиями РД-03-94 [1] и с учетом следующих дополнительных требований:
– температура воды должна быть не ниже 15 °С;
– значение пробного давления следует устанавливать в зависимости от разрешенных рабочих параметров (давления и температуры).
В необходимых случаях значение пробного давления может быть выше минимального, рекомендуемого РД-03-94 [1], и должно быть обосновано расчетом на прочность в соответствии с п. п. 2.8 и 3.2.2.3 РД 10-249-98 [8].
4.8.3. Трубопровод следует считать выдержавшим гидравлическое испытание, если в процессе его проведения не обнаружено:
– падения давления по манометру за время испытания;
– пропусков испытательной среды (течи, потения, пузырьков воздуха) в сварных соединениях и на основном металле;
– трещин или признаков разрыва;
– течи в разъемных соединениях;
4.8.4. Допускается при необходимости проводить гидравлическое испытание пониженным пробным давлением с использованием метода и средств акустической эмиссии при выполнении рекомендаций соответствующих НД.
4.9. Анализ результатов контроля
и проведение расчетов на прочность
4.9.1. Установленные по результатам анализа технической документации данные по материалам и технологии изготовления деталей и элементов трубопроводов (включая сведения по НД и ПТД на изготовление), а также по параметрам и условиям эксплуатации следует сопоставить с требованиями РД-03-94 [1].
4.9.2. Полученные по результатам контроля данные по геометрическим размерам, форме, свойствам металла элементов трубопровода следует сравнить с исходными (паспортными) данными, а выявленные отклонения размеров и формы, а также дефекты (коррозионные язвы, деформации, дефекты сварки и др.) сопоставить с нормами оценки качества раздела 5 настоящей Инструкции.
4.9.3. При несоблюдении хотя бы одного из требований норм (см. раздел 5) следует выполнить расчет на прочность с учетом полученных при контроле фактических данных по размерам, форме, свойствам металла элементов и наличию в них дефектов.
4.9.4. Поверочный расчет на прочность с учетом всех нагружающих факторов, включая нагрузки от самокомпенсации и веса, следует выполнять при несоблюдении хотя бы одного условия по п. п. 5.1 – 5.4 настоящей Инструкции. В этом случае расчет выполняется в соответствии с требованиями РД 10-249-98 [8] и других НД.
4.9.5. Поверочный расчет на прочность от действия внутреннего давления (при статической нагрузке) необходимо проводить в соответствии с требованиями РД 10-249-98 [8], при невыполнении хотя бы одного условия по п. п. 5.8; 5.9; 5.12; 5.14; 5.21 и 5.22 настоящей Инструкции, а также в обязательном порядке для прямых участков и гибов паропроводов II категории с температурой эксплуатации 390 °С и выше.
4.9.6. Поверочный расчет на усталостную прочность (циклическую долговечность) следует выполнять в соответствии с требованиями действующих НД в следующих случаях:
– при невыполнении хотя бы одного условия по п. п. 5.1; 5.2; 5.11; 5.12 и 5.20 настоящей Инструкции;
– если число циклов изменения давления и температурных напряжений при работе трубопровода при переменном режиме за весь срок эксплуатации превышает 1000. При этом следует учитывать количество пусков-остановов трубопровода, гидроиспытаний и циклов переменных давлений, если размах колебаний давления превышает 15% номинального значения;
– если при учете только циклов “пуск-останов” трубопровода их количество за весь срок эксплуатации превышает 500.
Количество циклов при расчете на усталостную прочность принимается по данным владельца трубопровода за весь период эксплуатации, включая планируемый срок продления, но в любом случае оно должно приниматься не менее 300.
Для оценки работоспособности и назначения срока дальнейшей эксплуатации трубопроводов II категории группы 2 следует выполнить расчет на усталостную прочность гибов трубопровода (диаметром 76 мм и более) с учетом воздействия на металл коррозионного фактора.
Расчет на прочность и циклическую долговечность гибов трубопроводов, в том числе с учетом коррозионного воздействия, рекомендуется выполнять в соответствии с требованиями соответствующей НД.
4.9.7. При интенсивной местной или общей коррозии металла трубопровода (фактическая средняя скорость коррозии превышает 0,1 мм/год) следует выполнить расчет на прочность согласно РД 10-249-98 [8] по минимальной фактической толщине стенки с учетом ее последующего утонения на конец планируемого срока эксплуатации.
Если по результатам такого расчета нормативные условия прочности не выполняются для каких-либо элементов, пораженных локальной (язвенной) коррозией, допускается производить расчет по фактической среднеинтегральной толщине стенки элемента, определенной с учетом максимальной глубины (минимальной остаточной толщины) и удельного количества коррозионных язв (т.е. доли пораженной площади поверхности) в наиболее поврежденной зоне.
5. НОРМЫ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ
ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ
5.1. Трассировка трубопровода и его основные геометрические размеры (протяженность трассы и отдельных участков, расстояние между опорами и подвесками, сортамент основных элементов) должны соответствовать монтажно-сборочному чертежу или исполнительной схеме. При отсутствии монтажно-сборочного чертежа схема трубопровода должна быть составлена на основании проведенных измерений.
5.2. Деформации участков трубопроводов в виде непроектных изгибов, выпучивания, провисания отдельных участков не допускаются.
Уклоны трубопроводов должны соответствовать требованиям правил Госгортехнадзора России.
Наличие контруклонов не допускается, за исключением особых случаев, предусмотренных проектом.
5.3. Не допускаются повреждения в конструкциях опор скольжения и неподвижных опорах в виде деформаций, трещин, дефектов поверхности скольжения, а также обрывы тяг и разрушения пружин подвесок.
Не допускаются дефекты элементов опорно-подвесной системы трубопровода, указанные в п. 4.3.1 настоящей Инструкции.
5.4. В местах прохода трубопровода через стенки, площадки (перекрытия), вблизи колонн или сооружений не должно быть защемления трубопровода.
5.5. При невыполнении требований п. п. 5.1 – 5.4 следует выполнить поверочный расчет на прочность с учетом всего комплекса нагружающих факторов и произвести необходимый объем ремонтных работ на трубопроводе в целях исправления выявленных дефектов и приведения его в проектное состояние.
5.6. Не допускается дальнейшая эксплуатация трубопровода с неисправными дренажными устройствами.
Правовые новости России- II, III, IV категорий – стр. 1
Источник: news-city.info
Практика применения труб из полимерных материалов в инженерных сетях
В России в настоящее время эксплуатируется около 2 млн. км наружных и около 15 млн. км внутридомовых водопроводных, канализационных и тепловых сетей. Средний уровень износа водопроводных и канализационных сетей в коммунальном хозяйстве составляет 60%, а в отдельных регионах (Красноярский и Приморский края, Новгородская обл., Корякский АО и др.) превышает 70%.
Под износом трубопроводов подразумевается превышение нормативных (расчетных) сроков их эксплуатации, а также их преждевременное разрушение или зарастание из-за нестандартных условий эксплуатации. Действующие нормы амортизации трубопроводных систем носят усредненный характер, недостаточно дифференцированы по областям применения и условиям эксплуатации, диаметрам, степени агрессивности среды, а также содержат ограниченные сведения по применению прогрессивных материалов труб. Все это препятствует повышению эффективности трубопроводных систем и внедрению прогрессивных технических решений в этой области.
В табл. 1 приведены нормативные сроки службы трубопроводных систем, взятые из норм амортизационных отчислений, утвержденных в 1988 г. и действующих по настоящее время. При этом необходимо отметить, что практика эксплуатации, например, сетей холодного и горячего водоснабжения с применением стальных труб свидетельствует об их низкой надежности. Необходимость досрочной перекладки трубопроводов (особенно диаметром до 300 мм) возникает уже через 10-15 лет эксплуатации вместо предусмотренных 20.
Табл. 1. Нормативные сроки службы трубопроводных сетей
Область применения
Материал труб
Срок службы, лет
Экономические последствия износа известны: возрастает расход электроэнергии, увеличиваются затраты на ремонты, снижается надежность трубопровода, возрастают потери, ухудшается качество транспортируемого продукта и т. п. Даже без учета технического прогресса в области проектирования и производства новых видов труб и изоляционных покрытий относительная эффективность использования старых трубопроводов значительно ниже эффективности использования новых. Предел эффективности использования изношенных трубопроводов наступает только в силу экономических последствий их технического износа.
Если вопросы изнашиваемости трубопроводов увязывать с эффективностью новых решений (конструкции, материалы), то по сравнению с экономическим пределом технического износа расчетный срок службы старых трубопроводов еще более сократится. Именно поэтому в технически развитых странах стальные трубопроводы применяются только с защитными покрытиями и только в том случае, если им нет эффективной замены. По этой же причине широко применяются взаимозаменяемые виды труб на основе искусственных и природных минеральных строительных материалов (цемент, керамика, асбест, камень и др.).
Анализ статистических данных по состоянию трубопроводных систем ЖКХ был рассмотрен в работе [1]. Например, следствием неудовлетворительного технического состояния водопроводных сетей являются растущие потери воды, составляющие в среднем по России 16,7% всей подачи воды в год, а в ряде городов – 30%.
При общей протяженности тепловых сетей 136 тыс. км (в двухтрубном исчислении) 29 тыс. км тепловых сетей находятся в аварийном состоянии и нуждаются в замене. Потери тепла с утечками из-за внутренней и внешней коррозии труб составляют 10-15%, а срок службы теплотрасс по этой причине в 4-6 раз ниже нормативного. Суммарные потери в тепловых сетях достигают 30% произведенной тепловой энергии, что эквивалентно 65-80 млн. т условного топлива в год.
При существующих темпах и техническом уровне восстановления и ремонта изношенных трубопроводов многие российские города и поселения оказались в состоянии коммунального кризиса. На территории России в системах ЖКХ на данный момент используются, в основном, стальные трубы, лишь часть которых имеет различные антикоррозийные покрытия. Неметаллические трубопроводы составляют всего 12% общей протяженности инженерных коммуникаций. При этом сегодня на российском строительном рынке предлагаются трубы из всех известных видов полимерных материалов, выпускаемых как отечественными, так и зарубежными производителями.
Вместе с тем, внедрение труб повышенной надежности и долговечности идет недостаточно активно. По мнению экспертов, потребление труб из полимерных материалов может быть увеличено в несколько раз.
Как правило, в качестве одной из основных причин, сдерживающих применение более долговечных и надежных трубопроводов из полимерных материалов, называется отсутствие определения области предпочтительного применения труб из различных материалов для систем водоснабжения, водоотведения и теплоснабжения (внешнего и внутреннего), исходя из технических характеристик материала и транспортируемой среды.
Это утверждение не соответствует действительности, поскольку применение трубопроводов из полимерных материалов, начавшееся в России в конце 50-х гг., было отражено в следующих строительных нормах:
СН 188-61. Временные указания по подземной укладке полиэтиленовых труб для водопровода;
СН 189-61. Временные указания по проектированию, монтажу, эксплуатации и ремонту внутренних водопроводов из полиэтиленовых труб;
СН 478-75, СН 478-80. Инструкция по проектированию и монтажу водопроводных и канализационных сетей из пластмассовых труб;
Основные рекомендации по изготовлению и монтажу технологических и санитарно-технических трубопроводов из полиэтиленовых труб. Минмонтажспецстрой СССР, М., ЦБНТИ, 1966;
СП 40-102-2000. Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов;
СП 42-01-96. Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб диаметром до 300 мм;
Руководство по проектированию и монтажу внутренних систем водоснабжения и канализации из полипропиленовых труб. Москомархитектура, М., 2001.
Уже в СП 40-102-2000 рассматривается применение трубопроводов из всех известных полимерных материалов: полиэтилена и его сополимеров; непластифицированного и хлорированного поливинилхлорида; полипропилена и его сополимеров и стеклопластиков.
Соответствующие указания имеются в следующих строительных нормах и правилах:
СНиП 2.04.01-85*. Внутренний водопровод и канализация зданий;
СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения;
СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения;
СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование;
СНиП 2.04.07-86*. Тепловые сети;
СНиП 42-01-2002. Газораспределительные системы.
В качестве методического дополнения к СНиПам, СН и СП в 1985 г. был издан Справочник проектировщика [2] тиражом 20 000 экз., в 1997 г. эта книга была переиздана [3]. В связи с появлением полимерных материалов с новыми свойствами, трубных изделий к ним и современного сварочно-монтажного оборудования была разработана и издана методическая литература. По проектированию газовых распределительных сетей из полиэтилена была опубликована книга [4].
В утвержденных за последние два года СНиПах и ГОСТах отмечено, что в системах холодного водоснабжения, канализации и газораспределения расчетный срок эксплуатации полимерных труб составляет не менее 50 лет, а при применении новых марок полимерных материалов – 100 лет. Для систем горячего водоснабжения, отопления и теплоснабжения расчетный срок эксплуатации должен быть не менее 25 лет, а при применении новых полимерных материалов – не менее 50 лет. Таким образом, в нормативно-технической и методической литературе в необходимой степени определены возможные области применения трубопроводов.
До сих пор имеет место несовершенство подготовки специалистов для проектных и монтажных организаций, слабое информационное обеспечение руководителей ЖКХ на местах о достоинствах и возможностях новых материалов и технологий, дефицит сведений об экономических характеристиках трубопроводных систем из различных материалов. Эти недостатки частично устраняются нашим Учебным центром НПО “Стройполимер”, где с 1996 г. прошли повышение квалификации более 4000 специалистов проектных, монтажных и других организаций.
Литература:
1. Ромейко В. С., Баталов В. Г., Бухин В. Е. и др. Защита трубопроводов от коррозии. Под ред. Ромейко В. С.. 2-е изд., перераб. и доп. М.: ООО “Издательство ВНИИМП”, 2002.
2. А. Н. Шестопал, В. С. Ромейко, В. Е. Бухин и др. Проектирование, строительство и эксплуатация трубопроводов из полимерных материалов. Справочник проектировщика. Под ред. А. Н. Шестопала и В. С. Ромейко. М.: Стройиздат, 1985.
3. В. С. Ромейко, А. Н. Шестопал и др. Пластмассовые трубы в строительстве. Справочные материалы. Ч. 1. Трубы и детали трубопроводов. Строительство трубопроводов. Ч. 2. Строительство трубопроводов. Эксплуатация и ремонт трубопроводов. Под ред. В. С. Ромейко, А. Н. Шестопала.
М.: ТОО “Издательство Валанг”, 1997.
4. В. Ю. Каргин, В. Е. Бухин, Ю. Н. Вольнов. Полиэтиленовые газовые сети. Материалы для проектирования и строительства. Приволжское книжное издательство, 2001.
СтройПРОФИль – общероссийский журнал, ориентированный на сотрудничество проектировщиков и застройщиков, производителей и потребителей продукции стройиндустрии.
Источник: stroyprofile.com
Станьте первым!