|
|
|
|
|
|
|
Об остаточном ресурсе эксплуатации теплообменника после окончания срока службы
19 ноября 2015
Балашов Владимир Игоревич,
инженер-эксперт ООО «Промышленная экспертиза», e-mail 2547050@mail.ru Аннотация: Проведён анализ результатов технического диагностирования и экспертизы промышленной безопасности теплообменника типа ПП 14-273 после окончания назначенного срока службы. Предложен подход расчёта остаточного ресурса с учётом запаса по времени на ремонт или замену технических устройств после окончания назначенного остаточного ресурса эксплуатации по результатам экспертизы промышленной безопасности. Безопасная эксплуатация технического устройства (ТУ), после окончания его назначенного срока службы, возможна лишь после подтверждения соответствия ТУ предъявляемым к нему требованиям в процессе проведения экспертиза промышленной безопасности (ЭПБ) [1]. В рамках ЭПБ при выполнении технического диагностирования (ТД) в соответствии с требованиями п. 415 [2] проводится обобщающий анализ результатов ТД, исследования металла и расчеты на прочность с установлением назначенного ресурса и/или остаточного срока службы. Определение остаточного ресурса выполняется в порядке, установленном нормативными правовыми актами в области ПБ (п. 417 [2]), каковыми на сегодняшний момент являются РД 03-421-01 [3] и СО 153-34.17.439-2003 [4], включённые в перечень нормативных правовых актов и нормативных до-кументов П-01-01-2014 [5]. В соответствии с требованиями п. 6.1.1 [3] остаточный ресурс ТУ, основ-ным повреждающим фактором для которого является равномерная коррозия, определяется по формуле: Тк (Тэ) = (Sф – Sр) / а, (1) где a– скорость равномерной коррозии (эрозионного износа), мм/год; Sф – фактическая минимальная толщина стенки элемента, мм; Sр – расчетная толщина стенки элемента, мм. При расчёте остаточного ресурса ТУ необходимо учитывать, что если минимальная фактическая толщина стенки элемента ТУ равна расчетной без эксплуатационной прибавки, установление остаточного срока службы возможно только при условии изменения рабочих параметров (п. 4.1.3.2. [3]), то есть их снижения, что не всегда допустимо для безопасного ведения технологического процесса получения продукции. Таким образом, для планирования своевременного ремонта или замены ТУ после выработки остаточного ресурса, установленного в рамках выполнения ЭПБ, необходимо иметь определённый «запас» остаточного ресурса, обоснованный в рамках ЭПБ. Такой «запас» возможно, предусмотреть, если при расчёте остаточного ресурса в формуле (1) значение расчётной толщины стенки элемента будет определяться по следующей формуле: Sр = Sдоп + с2 + Sз , (2) где Sдоп – расчётное значение толщины элемента при условии соблюдения статической прочности, мм; с2 - эксплуатационная прибавка, компенсирующая возможное понижение прочности детали в условиях эксплуатации за счет всех видов воздействия: коррозии, механического износа (эрозии) и др., вычисляется согласно пункта 1.5 РД 10-249-98 [6]; S3 – запас по толщине стенки элемента, мм, расчитываемый следующим образом: S3 = аз * tз , (3) где аз – максимальная величина скорости коррозии (эрозиионного износа) из нормативных , расчётных или фактический значений скорости коррозии, мм/год; tз – минимальная длительность межремонтного цикла эксплуатации ТУ, установленого регламентом на получение продукции, лет (года). Рассмотрим применение данного подхода на примере расчёта остоточного сресурса теплообменника типа ПП 14-273, прошедшего ТД в июле 2015г. [7]. Теплообменник изготовлен в июле 1999 г. АОЗТ «Завод энергооборудования». Основные элементы теплообменника (обечайка корпус и трубная доска) изготовлены из стали ВСтЗсп по ГОСТ 380-88. Рабочая среда в корпусе - пар, в трубной части – вода. Ремонт сосуда не проводился за всё время эксплуатации, сведений об аварийных остановках нет. Эксплуатация теплообменника осуществляется при температуре +150 оС и давлении 1,0 МПа – в корпусе и при температуре + 90 оС и давлении 1,0 МПа – в трубной части. В результате ТД дефектов, препятствующих дальнейшей эксплуатации, не обнаружено: состояние теплообменника ПП 14-273 оценивается как работоспособное [7]. По результатам расчёта на прочность от действия внутреннего давления, выполненного в соответствии с требованиями [8] и ст. 415 Главы VI [2], разрешенное рабочее давление элементов 1,0 МПа не превышает предельно допустимое 5,9 МПа. Минимальная фактическая толщина стенки обечайки сосуда 7,0 мм больше минимальной допустимой толщины обечайки 1,0 мм (приложение 3 [9]). Рассчитанный минимальный остаточный ресурс составляет 6 лет, скорость равномерной коррозии 0,1 мм/год. Произведём расчёт остаточного ресурса теплообменника в соответствии с предложенным выше «запасом» по его основному элементу обечайке. Мини-мальную длительность межремонтного цикла эксплуатации ТУ примем равной 2 года. Эксплуатационную прибавку с2 примем равной 1,0 мм согласно таблице 1.2 [6]. S3 = аз * tз , = 0,1*2 = 0,2 мм; Sр = Sдоп + с2 + Sз = 1,0 + 1,0 + 0,2 = 2,2 мм; Тк (Тэ) = (Sф – Sр) / а = (7,0 – 2,2) / 0,1 = 4,8 года. В выводах заключения ЭПБ назначаем остаточный ресурс равный 4 годам, с учётом минимальной длительности межремонтного цикла эксплуатации ТУ равной 2 года. Таким образом, используя предложенный подход c «запасом» для определения остаточного срока эксплуатации при выполнении ЭПБ, можно обоснованно назначать такой срок остаточного ресурса, который позволяет предусмотреть так называемую «защиту от дурака» для тех случаев, когда эксплуатирующая организация по каким-либо причинам не готова устранять отдельные элементы или ТУ в целом при выявлении фактической толщины стенки равной расчётной толщине стенки, вычисленной с учётом запаса на длительность межремонтного периода. Вывод: Применение предложенного подхода расчёта остаточного ресурса с «запасом» на длительность межремонтного периода эксплуатации ТУ, позволяет технически обоснованно продлить срок эксплуатации ТУ на срок равный длительности межремонтного периода при достижении фактической толщиной стенки значений расчётной толщины стенки, вычисленной с учётом запаса на заданную длительность межремонтного периода. Литература: 1. Федеральный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (в ред. Федерального закона от 04.03.2013 № 22-ФЗ). 2. Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением», утверждены приказом Ростехнадзора от 25.032014 г. № 116, зарегистрировано в Минюсте России 19.05.2014г. № 32326. 3. РД 03-421-01 «Методическими указаниями по проведению диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы сосудов и аппаратов» 4. СО 153-34.17.439-2003. «Инструкция по продлению срока службы сосудов, работающих под давлением» 5. П-01-01-2014 «Перечень нормативных правовых актов и нормативных документов, относящихся к сфере деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору» (раздел I «Технологический, строительный, энергетический надзор»), утверждён приказом Ростехнадзора от 13.01.2015г. № 5. 6. Нормы расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды (РД 10-249-98) (с Изменением N 1 [РДИ 10-413(249)-00]). 7. Технический отчет № 138/2015-Т0 от 27.07.2015г. по результатам технического диагностирования и про¬дления срока технической эксплуатации теплообменника ПП 14-273, зав. № 112;209, per. № 8-02аТ, расположенного по адресу: ХМАО Тюменская обл., г. Лангепас, котельная № 8, выданный ООО «Безопасность в промышленности» (г. Москва). 8. ГОСТ 14249-89 «Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность» 9. Заключение № 138/2015-ЭПБ от 19.10.2015г. экспертизы промышленной безопасности ООО «Безопасность в промышленности» (г. Москва), рег. № 00-ТУ--00000-2015.
Короткая ссылка на новость: https://a-economics.ru/~CLoLV
|
|